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研究背景及目标:在心肌缺血过程中,多种因素介导的心肌细胞凋亡是心肌梗死和梗死后心室重构的基本病理特征。课题组既往研究已经发现miR-124参与平滑肌表型转化及血管损伤后新生内膜形成。然而,对miR-124在心肌细胞凋亡中的作用依旧知之甚少。本研究试图阐述miR-124对心肌细胞凋亡的作用,并鉴定miR-124靶基因,阐述其作用机制。研究方法:我们采用体外分离培养心肌细胞,利用H2O2和缺氧刺激,模拟体内心肌缺氧环境,检测miR-124表达,同时过表达/抑制miR-124表达,研究miR-124在心肌细胞凋亡中的作用。其次,结合转录组测序和生物信息学分析,分子克隆等方法鉴定miR-124的功能性靶基因。第三,我们通过过表达靶基因探究其作用的机制。同时,采用心肌梗死小鼠模型,在缺血部位局部注射miR-124抑制剂,探讨miR-124在心肌缺血模型中对心肌细胞凋亡的作用。最后,分别采集冠脉未狭窄和急性心肌梗死患者血清,观察miR-124表达情况。结果:原代心肌细胞及细胞系经过无血清饥饿,H2O2和缺氧刺激后,miR-124的表达显著升高。在细胞功能学研究中,CCK-8和流式细胞实验发现过表达miR-124显著减弱细胞活力增加细胞凋亡,反之抑制miR-124改善细胞活力和降低细胞凋亡。转录组测序结果和生物信息学分析预测Dhcr24是miR-124的功能性靶基因。心肌细胞过表达miR-124在mRNA和蛋白水平下调Dhcr24表达,而抑制miR-124则Dhcr24表达升高。分子克隆和双荧光素酶报告实验证实,过表达miR-124能显著降低Dhcr24 3’UTR调控的荧光素酶活性,而对Dhcr24 3’UTR中miR-124结合位点进行突变后发现,miR-124对Dhcr24 3’UTR调控的荧光素酶活性没影响。miR-124和Dhcr24过表达质粒共转染后,我们发现miR-124增加心肌细胞凋亡率,而同时过表达Dhcr24可消除miR-124的作用。此外,Dhcr24通过调节P38MAPK/ERK及JNK磷酸化保护心肌细胞。成功建立小鼠心梗模型,发现miR-124在缺血梗死部位表达显著升高,缺血部位局部抑制miR-124表达可明显减少凋亡细胞比率、纤维化面积及心功能紊乱。此外,在缺血梗死部位,Dhcr24表达下降,抑制miR-124可升高Dhcr24表达,体内实验层面验证miR-124抑制Dhcr24表达。最后,我们发现急性心肌梗死病人血清miR-124含量明显高于冠脉未狭窄病人,并且miR-124的升高与与心肌损伤标志物(TnI和CK-MB)呈正相关,与LVEF呈负相关,临床样本进一步验证了 miR-124与心肌细胞凋亡及心功能减弱相关。结论:本研究成功地揭示了 miR-124在心肌细胞凋亡中的作用,miR-124增加心肌细胞对有害刺激的敏感性。Dhcr24是miR-124的功能性靶基因,miR-124可直接结合Dhcr24 mRNA的3’UTR区域,抑制Dhcr24表达,并通过调控Dhcr24表达影响心肌细胞凋亡。miR-124与心肌损伤标志物和LVEF相关,提示miR-124可能是治疗心肌细胞凋亡相关疾病的新靶点。