組蛋白去乙醯酶調控粒線體功能於抑制心臟纖維細胞之機轉及治療心衰竭之應用

心臟纖維細胞於心衰竭的致病機轉扮演關鍵作用，粒線體功能障礙會造造成鈣離子失調、增強氧化壓力並促進心肌細胞凋亡和心臟纖維化，調控粒線體缺陷應為一有潛力的心衰竭治療方式。組蛋白去乙醯酶（HDAC）經由調節氧化壓力、發炎和代謝異常造成心血管疾病。研究顯示，抑制HDAC可減輕心肌纖維化，改善心衰竭及糖尿病心肌之代謝紊亂。初步實驗發現抑制第I類和IIb類HDAC可改善病理性心肌細胞的粒線體呼吸作用，顯示HDAC在粒線體活性的重要作用。然而粒線體功能於纖維細胞之促纖維化能力尚未被釐清。小分子核糖核酸(miRNA)可調控粒線體活性與鈣離子恆定，為心臟纖維細胞的重要調節者，HDAC是否經由調控纖維母細胞miRNA進一步影響粒線體活性及鈣離子恆定仍待釐清。本研究旨在探討HDAC調控心臟纖維細胞粒線體之功能、鈣離子恆定、代謝異常，並探討其可能的機轉與治療心衰竭之應用。第一年實驗將探討HDAC是否直接調控纖維細胞之粒線體活性，分析HDAC對心臟纖維細胞miRNA表現及相關之信號傳導。第二年實驗將探討抑制HDAC活性是否改變心衰竭鼠心肌纖維細胞粒線體活性與調控鈣恆定能力。第三年實驗將研究HDAC是否調控纖維細胞分泌細胞素而影響心室肌細胞之鈣離子恆定、能量代謝與細胞肥大。實驗方法：第一年研究心肌纖維細胞處理不同型HDAC抑制劑MS-275 (class I)、MC-1568 (class II)及Tubacin (class IIb HDAC6)各1 uM，48小時，以海馬生物能量測定儀探討不同能量代謝受質對粒線體呼吸效率影響，以電子顯微鏡研究粒線體型態，並以small RNA定序分析miRNA表現，探討調控機制。第二年研究心衰竭鼠連續14天予腹腔注射MS-275(每隔一天10 mg/kg)，MC-1568(每隔一天20 mg/kg)或Tubacin(每天20 mg/kg)。以心電圖和心臟超音波評估心臟構與功能變化，分離心室纖維細胞以探討粒線體呼吸效率和鈣保留能力。第三年研究利用鈣離子影像評估經不同型組蛋白去乙醯酶抑制劑處理之纖維細胞上清液是否調控心室細胞的鈣離子恆定，採用海馬生物能量測定儀探討不同能量代謝來源對心肌粒線體呼吸效率影響、西方墨點法分析心肌能量代謝與細胞肥大相關蛋白表現。初步成果：與對照組纖維細胞相比，抑制組蛋白去乙醯酶的心臟纖維母細胞顯著減少ATP產生並增加粒線體氧自由基