心肌线粒体功能受损是导致心肌功能不全的一个重要因素,但到目前为止，其具体机制还不十分明确。磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK）是高度保守的感受细胞内能量变化的感受器,对细胞内 AMP／ATP比值的变化高度敏感,其活性主要受到细胞内 AMP／ATP比值的调节，而线粒体是调控能量生成的细胞器。由于 AMPK在能量代谢方面的重要性，本文就心衰中出现的线粒体功能受损与 AMPK之间的关系进行了研究。首先，我们利用电子显微镜检查发现，在心衰病人的心肌组织中线粒体结构紊乱，线粒体自噬水平下降，同时伴随着AMPKα1和AMPKα2激酶活性比例失调， AMPKα2表达下调：由正常的 AMPKα2占主导转变成AMPKα1占主导。在小鼠主动脉缩窄（Transverse aortic constriction, TAC）诱导的心力衰竭动物模型中，分别利用AMPKα2的gain of function和loss of function手段证实，AMPKα2具有显著抗心力衰竭作用，而这一保护作用是通过改善线粒体自噬实现的。在原代小鼠心肌细胞心衰模型中，我们证实AMPKα2能够激活PINK1-Parkin-SQSTM1通路，提高线粒体自噬水平；我们发现AMPKα2通过磷酸化PINK1的丝氨酸位点S284和S495，增强PINK1-Parkin-SQSTM1信号通路，使心衰中受损的线粒体自噬水平恢复，产生抵抗心衰作用。　　本课题主要研究结果如下:　　1.在心力衰竭病人的心肌组织进行的研究发现，心衰时 AMPKα1和AMPKα2激酶活性比例失调，由正常的 AMPKα2占主导转变成AMPKα1占主导； AMPKα2表达水平明显下调，心肌线粒体自噬水平下降，线粒体结构和功能紊乱；　　2.在TAC诱导的小鼠心衰模型中，早期（5天，即肥厚阶段）AMPKα1和 AMPKα2激酶活性均增加，心肌线粒体自噬水平上升；而在晚期（TAC后28天，即心力衰竭期），心肌线粒体自噬水平明显下降，且 AMPKα1和 AMPKα2激酶活性比例出现失调，由正常的AMPKα2占主导转变成AMPKα1占主导；　　3.在野生型C57BL/6小鼠，TAC模型28天诱导小鼠心力衰竭，出现心肌线粒体自噬水平下降，而利用rAAV9介导AMPKα2在心肌中特异性高表达AMPKα2，在改善小鼠心力衰竭的同时，提高了心肌自噬水平，包括线粒体自噬的增加，心肌线粒体功能得到改善，氧化应激水平和心肌细胞凋亡降低；　　4.在AMPKα2+/+小鼠短期TAC诱导（5天）的情况下，心肌线粒体自噬水平出现代偿性的增加，而在AMPKα2-/-小鼠中，心肌自噬水平降低，尤其是线粒体自噬下降更明显，加速了 TAC诱导的心衰进程，从而使心衰加重；　　5.在动物实验中AMPKα2能有效地改善TAC所诱导的心力衰竭，同时心肌细胞实验中，高表达AMPKα2能有效地改善PE所诱导的线粒体自噬减少，二者均是由于AMPKα2上调PINK1-Parkin-SQSTM1通路，逆转心力衰竭中出现的线粒体自噬下降所致；　　6.在PE诱导下，培养的心肌细胞高表达 AMPKα2能增加PINK1上丝氨酸位点 S284和 S495的磷酸化作用，从而激活了PINK1-Parkin-SQSTM1通路，使 Parkin在损伤线粒体上的招募增加，随即进入泛素化过程被清除；而在PINK1上丝氨酸S284和S495位点被突变成丙氨酸后，AMPKα2对 PINK1的磷酸化减弱，心肌细胞线粒体自噬下降；　　7.在PINK1上丝氨酸S284和S495位点被突变成谷氨酸后，高表达AMPKα2减轻线粒体氧化应激的作用也消失，心肌细胞线粒体功能出现紊乱；　　8.二甲双胍作为 AMPKα2激动剂能提高心肌细胞自噬水平、维持线粒体正常功能。　　总之，本课题从人、动物和细胞水平，均证实心衰晚期心肌细胞出现线粒体自噬下降，功能紊乱的现象，而这一现象与心肌细胞中 AMPKα2活性的不足有关。通过基因水平和药物高表达 AMPKα2，增加其活性，能够激活 PINK1上丝氨酸 S284和 S495位点的磷酸化作用，从而增加PINK1-Parkin-SQSTM1通路在线粒体自噬方面的作用。心肌细胞线粒体自噬水平的增加，使损伤的线粒体被清除，线粒体稳态得到改善，氧化应激和凋亡水平降低。研究结果为心衰分子机制研究提供了新思路。