[发明专利]一种多肽及其载体在心肌缺血再灌注损伤中的应用

说明书

本发明属于生物领域，具体涉及一种多肽及其载体在心肌缺血再灌注损伤中的应用。首先公开了一种用于制备心肌缺血再灌注损伤药物的mRNA，所述mRNA的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。还公开了一种多肽，所述多肽由所述的mRNA翻译得到。本发明发现心肌细胞内过表达PKCθ或Nrf2能显著减少心肌细胞铁死亡和细胞凋亡，基于此机理，发明了一种新的可用于治疗心肌缺血再灌注损伤的多肽，并进行了实验验证，发现该多肽能够显著缓解细胞铁死亡和细胞凋亡的发生，为急性心肌梗死患者带来了福音。

技术领域

本发明属于生物领域，具体涉及一种多肽及其载体在心肌缺血再灌注损伤中的应用。

背景技术

急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）是一种发病率及致死率高的心血管病急症，目前呈现年轻化趋势，在世界范围内给人类造成沉重的健康与经济负担¹。AMI后迅速开通闭塞的冠状动脉，再灌注受危害的心肌被认为是限制梗死范围及维持心脏功能最有效的方法。然而恢复血流则易导致心肌缺血再灌注损伤（myocardialischemia reperfusion injury, MIRI）。MIRI是一个由多种分子机制及信号通路参与的病理生理过程，如铁死亡、细胞焦亡、细胞死亡及细胞凋亡等^{2, 3}。临床多表现为无复流、心肌顿抑及再灌注心律失常⁴。如何减轻MIRI是心血管病领域的重点和热点。

Nrf2为碱性-亮氨酸拉链家族中最强的转录激活因子，参与铁代谢、氧化损伤及细胞凋亡相关的多个基因，调控细胞防御反应。Nrf2参与凋亡的调控已有较多相关研究，生理条件下，Nrf2与Keap1结合后受到Keap1的负向调控，Keap1与Cullin3结合能促使Nrf2泛素化降解，维持细胞内Nrf2处于较低水平^{5, 6}。当细胞处于应激状态，ROS生成增多时，Keap1作为氧分压变化感受器能够迅速感知细胞内ROS水平，促使Keap1构象改变，Nrf2与Keap1解离并快速进入细胞核，与其下游多个基因启动子区域的抗氧化反应元件（antioxidantresponse element，ARE）结合，诱导血红素加氧酶1（heme oxygenase-1，HO-1）、Ⅱ相解毒酶及抗氧化蛋白等基因转录和表达以抵抗内外界的有害刺激^{7, 8}。Nrf2-ARE-HO-1信号通路的激活可以清除ROS，维持细胞内氧自由基的动态平衡，抑制细胞凋亡。

Nrf2-ARE-HO-1信号通路不仅在抗凋亡过程中发挥重要作用，还具有抑制铁死亡的作用⁹。Nrf2对铁死亡主要调控机制如下，第一：Nrf2可以调节活性铁的储存和释放。第二：Nrf2还能通过调节细胞内血红素的合成和代谢，从而调节细胞内亚铁离子水平。第三：Nrf2通过作用于细胞膜铁转运体，调控出入细胞的铁。第四：Nrf2与过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1相互作用，减轻线粒体损伤¹⁰。综上所诉，Nrf2能够同时抑制心肌细胞的铁死亡及细胞凋亡，从而发挥双重心肌保护作用。Nrf2-ARE-HO-1信号通路存在两种主要的调控机制，一种是通过影响Keap1来调节Nrf2-ARE-HO-1信号通路作用。Tian¹¹等在膀胱癌细胞中发现，PKC亚型iota可与Nrf2竞争性结合Keap1，使Nrf2与Keap1结合减少，导致Keap1泛素化降解Nrf2水平减低，促进Nrf2聚集和入核，发挥抗氧化应激及心肌保护作用。此外，另一种方式是直接通过与Nrf2的相互作用，影响Nrf2与Keap1的结合。Chen W¹²等研究表明，在HCT116结肠癌细胞中，P21在氧化应激状态时表达上调，直接与Keap1竞争性结合Nrf2，抑制Keap1对Nrf2的泛素化降解，稳定Nrf2水平，促进Nrf2-ARE-HO-1信号通路的激活，发挥抗氧化应激及心肌保护作用。