国家自然基金成功申请范本 - 图文

国家自然基金成功申请范本1

(一)立项依据与研究内容 1．项目的立项依据

心肌纤维化是指在心肌的正常组织结构中胶原纤维过量积聚、心脏组织中胶原浓度显著升高或胶原成分发生改变。这种病理变化在多种心血管疾病中存在，现认为其与心律失常、心功能障碍甚至心脏性猝死密切相关。心肌纤维化是一种连续变化的过程，根据有无心肌细胞缺失、坏死和瘢痕形成可分为反应性纤维化和修复性纤维化，前者根据病变特点又分为间质纤维化和血管周围纤维化，引起心脏结构重塑（remodling），并由此引起舒张、收缩功能不全，最终导致心力衰竭；后者主要表现为心肌细胞坏死和瘢痕形成，并可有心脏功能的异常。基于心肌纤维化已成为慢性心功能不全难以逆转的原因之一，常导致严重的后果，因此研究切实有效的防治措施受到高度关注。心肌纤维化是胶原合成代谢和降解代谢失衡的结果，如心衰时心肌细胞及心肌间质细胞的丢失、心肌成纤维细胞活化包括增殖及表型转变、心肌成纤维细胞合成和分泌的胶原蛋白成分改变引起的I型和III型胶原含量的比值变化等因素，均促进了心肌胶原的大量沉积，再加上促胶原蛋白降解的基质金属蛋白酶的表达和活性下降，共同作用导致胶原的合成大大增加而降解大大降低，导致心肌纤维化的发生。心肌纤维化的形成机制非常复杂，长期的压力过负荷、炎症反应、氧化应激等都参与了心肌纤维化的形成，而上述刺激因素均会引起内源性的心脏旁/自分泌系统的调控紊乱，其中研究较清楚的包括内源性的肾素－血管紧张素－醛固酮系统

（renin-angiotensin-aldosteron system, RAAS）、内皮素（endothelin，ET）－一氧化氮（nitric oxide，NO）系统、血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor, PDGF）－血栓素2（thromboxane, TxA2）系统等，心脏的这些旁/自分泌系统不仅诱导心肌损伤，也是心肌纤维化的促进因子，但至今为止内源性的抗心肌纤维化防御体系则研究甚少，作用尚不清楚，近年来引起了高度关注。

近年来研究发现一种古老的多肽，松弛素，是迄今发现的最强的内源性抗纤维化物质之一，是最具前景的内源性抗纤维化物质。松弛素（relaxin，RLX）是1926年，Hisaw从怀孕的猪黄体细胞中提取的妊娠相关激素，能松弛耻骨韧带、软化宫颈，促进分娩。Relaxin是胰岛素样生长因子超家族的一员，在人及其他一些高等灵长动物体内有3种类型，分别为H1，H2，H3，其中H2是组织储存及血液循环中存在的主要形式；在啮齿动物存在两种RLX类型，分别为RLX-1（相当于H2）和RLX-3（相当于H3）。后来研究发现，在非妊娠期的妇女及男性体内多种组织都有relaxin的表达，推测relaxin不仅是一种生殖激素，可能还具有多种生物学效应。但直至2000年，人们利用同源分析的方法发现并克隆了

孤儿受体LGR7（leucine rich repeat containing, G protein coupled receptors, LGR），随后证实RLX为其内源性配体，这一发现使relaxin的功能研究进入了一个崭新的阶段，就此2002年，Science杂志就曾发表社评文章，指出对relaxin功能的重新认识有着深远的影响。Relaxin是体内广泛分布的多功能活性多肽，不仅调节生殖系统功能，还参与神经垂体激素的分泌、大脑发育和心血管系统功能稳态等广泛生理过程的调节，在肿瘤的发展和转移及其心血管疾病发病中均具有重要的病理生理意义， 其中relaxin强大的抗纤维化效应尤为受人关注。

在relaxin基因敲除的小鼠及其受体LGR7基因敲除的小鼠全身各脏器均出现严重的纤维化，早期补充使用relaxin可阻止肺纤维化、肺泡实质化、支气管上皮肥厚等病理变化发生；在溴化乙胺诱导的小鼠出现肾脏间质纤维化、肾小球滤过率下降及蛋白尿，补充relaxin有效的抑制了间质纤维化，改善肾功能。在肝脏，relaxin同样减弱了I型胶原的合成。既往的研究认为在心肌细胞relaxin及其受体的表达很低，心肌局部旁/自分泌的relaxin在心肌纤维化中的作用不被关注。2005年，我们课题组首先在国外杂志上报道了relaxin对心血管疾病的保护作用：在亚急性异丙肾上腺素（isoproterenol, ISO）(Peptides，2005 Sep；26：1632-1639)诱导的大鼠心肌坏死、纤维化的模型上，心脏内源性的relaxin表达、合成显著增加，外源性给予relaxin可以明显改善心功能，减轻心肌缺血损伤，抑制心肌纤维化，据此我们认为relaxin是一种内源性的心脏保护物质。我们的工作虽然发表时间不长，但已受到了学术届的高度关注，当年即被SCI文献引用。但relaxin的抗心肌纤维化的机制远未阐明。

目前研究认为relaxin可能是通过下列途径发挥作用的：1、relaxin能显著的抑制纤维母细胞的增殖；2、relaxin抑制胶原的合成、分泌及在组织中的沉积；3、relaxin抑制纤维形成过程中其他基质成份的表达上调，如纤维结合蛋白、弹性蛋白纤维、原纤维蛋白－2及氨基葡聚糖等；4、relaxin刺激多种基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）的表达和活性，抑制金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitors of metalloproteinase, TIMPs)的表达和活性。但在不同的种属、不同的组织器官、不同病因诱导的纤维化中，relaxin抗纤维化的作用及机制均不相同。与其他组织器官的纤维化的发病不同，心肌纤维化的发生与其自身的旁/自分泌活性物质AngII、醛固酮的功能紊乱关系更为密切，在多种因素诱导的心肌纤维化中都伴随心肌AngII、醛固酮基因表达和活性的增强。Relaxin是一种心血管活性物质，心肌能合成和分泌relaxin－1、relaxin－3，并且在心室和心房均富含LGR7受体。有文献报道在中枢系统，relaxin抑制AngII的表达，参与中枢渗透压的调节，但内源性的relaxin对心肌旁/自分泌的AngII及醛固酮有何影响及相应的作用靶点尚未见报道。我们的假说是relaxin可能通过作用于心脏旁/自分泌的AngII及醛固酮系统，拮抗心肌纤维化，是机体抗纤维化的内源性防御体系。

本项目拟于在体和离体大鼠心肌纤维化模型上，观察内源性relaxin－1/3及其受体LGR7的表达和功能的变化；以纤维母细胞的增殖与表型转变和心肌胶原代谢的MMPs/TIMPs系统的表达及活性变化为主要指标，观察relaxin处理对心肌纤维化发展的影响；观察relaxin对心肌内源性促纤维化系统――血管紧张素/醛固酮系统的拮抗作用及其作用机制，以论证relaxin是机体抗纤维化的重要内源性防御因子的假说，探讨其抗心肌纤维化的细胞分子机制，以期探寻心肌纤维化发病的新机制和防治的新策略。

参考文献：

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2．项目的研究内容、研究目标及拟解决的关键问题

研究目标：本项目拟于在体和离体大鼠心肌纤维化模型上，观察内源性

relaxin－1/3及其受体LGR7的表达和功能的变化；以纤维母细胞的增殖与表型转变和心肌胶原代谢的MMPs/TIMPs系统的表达及活性变化为主要指标，观察relaxin处理对心肌纤维化发展的影响；观察relaxin对心肌内源性促纤维化系统――血管紧张素/醛固酮系统的拮抗作用及其作用机制，以论证relaxin是机体抗纤维化的重要内源性防御因子的假说，探讨其抗心肌纤维化的细胞分子机制，以期探寻心肌纤维化发病的新机制和防治的新策略。

研究内容：

1、以ISO诱导的大鼠亚急性心衰及腹主动脉结扎诱导的大鼠慢性心衰分别作为修复性心肌纤维化和反应性心肌纤维化的模型，分别观察心脏内源性的relaxin－1/3的mRNA表达和放免活性、LGR7的mRNA和蛋白表达及受体亲和力的变化；观察分别外源性的给予relaxin－1或relaxin－3后，对心肌血管紧张素II、醛固酮表达和活性、对它们的受体表达和亲和力的影响；及心肌羟脯氨酸含量、I型及III型胶原蛋白的mRNA及蛋白表达、基质成分如纤维结合蛋白、弹性蛋白纤维、原纤维蛋白－2及氨基葡聚糖等的表达、心肌MMP-1、2、9、13、TIMPs-1的mRNA及蛋白表达及活性的变化，以确定relaxin的抗心肌纤维化作用，并筛选其作用的靶分子。

2、在上述工作的基础上，分别以血管紧张素II、醛固酮处理原代培养的乳鼠心肌成纤维细胞，观察心肌细胞relaxin－1/3的mRNA表达和放免活性、LGR7的mRNA和蛋白表达及受体亲和力的变化；观察分别予以relaxin－1或relaxin－3预处理及心肌成纤维细胞转染表达relaxin的腺病毒，内源性的高表达relaxin后，心肌成纤维细胞的增殖及上述整体试验中初步确定的靶分子的表达和活性的变化，及血管紧张素II受体和醛固酮受体的表达和亲和力的改变，进一步确定relaxin的抗心肌纤维化作用及其作用的靶分子。

3、为了进一步阐明relaxin为抗纤维化的内源性防御体系，在血管紧张素II处理原代培养的乳鼠心肌成纤维细胞，观察relaxin预处理后，AngII诱导心肌纤维化发生的分子信号如MAPK/ERK、原癌基因C-fos、活素蛋白AP-1、转化生长因子TGF－β的mRNA和蛋白表达及活性的变化；在醛固酮处理原代培养的乳鼠心肌成纤维细胞，观察relaxin预处理后，醛固酮诱导心肌纤维化发生的分