以心肌细胞肥大及间质纤维化为根本特征的心肌结构性重塑是高血压、心肌梗死、心衰等心脏疾病易于并发心血管意外的独立危险因素。基于本研究室前期实验已经证实“Klotho可抑制血管紧张素II（Ang II）诱导的心肌细胞肥大”基础上，本项目拟于Ang II诱导的在体心肌肥厚模型中，以心肌细胞肥大反应为主要指标，以PI3K/Akt/GSK-3β/β-catenin和TGF-β1/β-catenin信号通路为切入点，探讨Klotho对Ang II诱导的在体心肌细胞肥大的抑制作用及其信号机制，以及内源性Klotho在抗高血压药抑制心肌肥大中的作用。以论证Klotho是机体抗心肌结构性重塑的重要内源性防御因子的假说，探讨其抗心肌结构性重塑的细胞与分子机制，以期探寻心肌结构性重塑防治的新策略。

Cardiac structural remodeling, characterized by cardiomyocyte hypertrophy and extracellular matrix fibrosis, has been recognized as an independent risk factor for future cardiovascular events in heart diseases such as hypertension, myocardial infarction and heart failure. Our recent research demonstrated that the anti-ageing protein Klotho inhibited angiotensin II (Ang II)-induced cardiomyocyte hypertrophy. However, the underlying mechanisms remain unknown. Therefore, the present study will be designed to investigate whether PI3K/Akt/GSK-3β/β-catenin and TGF-β1 /β-catenin pathways might mediate the inhibitory effects of Klotho on Ang II-induced myocardial hypertrophy (evidenced by cardiomyocyte hypertrophy) and whether endogenous Klotho contributes to the effects of anti-hypertensive drugs on myocardial hypertrophy in vivo. Results from this study will provide experimental evidence for the protective role of Klotho in myocardial structural remodeling as an endogenous defense mechanism, and uncover the cellular and molecular mechanisms of the inhibitory actions of Klotho on myocardial structural remodeling, which could be a novel therapeutic strategy for the prevention of cardiac structural remodeling.

1. 项目的背景：以心肌细胞肥大及间质纤维化为特征的心肌结构性重塑是高血压、心肌梗死、心衰等疾病易于并发心血管意外的独立危险因素。抗衰老蛋白Klotho被证实是一种内源性心脏保护因子，其作用的机制并不清楚。本项目于低剂量血管紧张素II（Ang II）诱导的小鼠在体心肌肥厚模型上，观察给予Klotho 治疗对在体心肌结构性重塑的抑制作用及其机制，为把Klotho开发为新的抗心肌肥厚药物的可能提供实验依据。2. 主要研究内容：① 在Ang II 诱导的在体心肌肥厚模型中， 观察给予 Klotho 处理对鼠心肌肥大、纤维化以及 PI3K/Akt和TGF-β1信号通路的影响，以验证 Klotho在体抗心肌结构性重塑作用。② 在体心肌肥厚模型中，给予 PI3K抑制剂LY294002、TGF-β1抑制剂LY364947处理，以探讨Klotho 抗心肌重塑作用的信号机制。3. 重要结果：① Klotho通过抑制TGF-β1/miR-132信号轴而抑制Ang II 诱导的在体心肌纤维化，改善其心功能不全。② Klotho通过不依赖于β-catenin的PI3K/Akt途径，抑制Ang II 诱导的在体心肌细胞肥大。4. 关键数据：①二维超声检测显示，Klotho和TGF-β1抑制剂LY364947、 PI3K抑制剂LY294002可改善小鼠的心功能指标，减轻心脏重量/体重比。②H&E染色显示，Klotho及LY294002可减小心肌细胞截面积；Masson染色显示，Klotho及LY364947减轻心肌间质纤维化。③western blot检测显示，Klotho及LY294002抑制心肌细胞肥大同时，也抑制PI3K/Akt途径；Klotho及LY364947减轻心肌间质纤维化的同时，也抑制心肌TGF-β1/miR-132途径。④western blot和PCR结果显示，Klotho及LY294002抑制培养心肌细胞肥大；Klotho、LY364947抑制培养心脏成纤维细胞的增殖活性，减少I型胶原、α-SMA表达。5. 科学意义：基于其在高血压和心肌肥厚中的关键性作用，Ang II是高血压和心肌肥厚药物防治的关键靶点。本研究结果提示，Klotho通过抑制Ang II信号途径，发挥内源性抗心肌肥厚因子作用，这为研发心肌肥厚药物防治新策略提供实验依据。