雙特異性磷酸酶14（dusp14）在治療心肌肥厚中的功能及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于基因的功能與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種雙特異性磷酸酶14 (DUSP14) 在治療心肌肥厚中的功能及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003] 心肌肥厚是心肌對長期生物力學(xué)壓力或容積負(fù)荷增加的代償性反應(yīng)，常見于高血 壓、主動(dòng)脈瓣狹窄等心血管疾病，其主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞體積增大、蛋白合成增多、細(xì)胞外 基質(zhì)增多等特征[1-3]。高血壓、老年退行性主動(dòng)脈瓣疾病在我國呈逐年上升趨勢。由高血 壓等疾病所致的心肌肥厚、高血壓心臟病發(fā)病率也隨之增加。盡管心肌肥厚最初可以使心 肌細(xì)胞增大，心肌收縮力加強(qiáng)，是一種維持正常心輸出量的代償機(jī)制，但長期持續(xù)性的壓力 或容積負(fù)荷過重則會引起心肌重構(gòu)，同時(shí)由于心肌需氧量增大，而冠狀動(dòng)脈血供相對不足， 弓丨起心肌缺血、心肌細(xì)胞凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致失代償，從而引起心力衰竭、惡性心律失常、甚至猝 死等[4, 5]。研究表明隨著心臟左室肥厚的發(fā)生發(fā)展，心肌缺血、室性心律失常、心力衰竭、 猝死等心血管事件的發(fā)生率增加了 6~10倍[6]。
[0004] 目前認(rèn)為心肌肥厚是一種多種因素參與調(diào)節(jié)的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程。研究發(fā)現(xiàn)長期的 生物力學(xué)壓力和/或容積負(fù)荷過度，使心室壁應(yīng)力增加，導(dǎo)致心肌肥厚。此外，血管緊張素 II (Ang II)、內(nèi)皮素（ET)、兒茶酚胺、轉(zhuǎn)化生長因子-e (TGF-e)等各種胞外刺激信號可 誘導(dǎo)核內(nèi)基因表達(dá)的改變，從而導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大[7-11]。從分子水平上看心肌肥厚的病 變過程分三個(gè)環(huán)節(jié)：胞外肥厚刺激信號的出現(xiàn)、胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄活化，最終誘 發(fā)細(xì)胞發(fā)生肥大表型變化。目前研究已經(jīng)顯示多種信號通路參與心肌肥厚的過程。其中， 鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶calcineurin/NFAT、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK)與PI3K/Akt/GSK3 0信號 轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及由這三條通路所調(diào)節(jié)的下游轉(zhuǎn)錄因子MCIP1. 4、NF-kB、AP-1、MEF2、mTOR等 在心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[1，2, 12-17]。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（calcineurin)是 一種受鈣離子及鈣調(diào)素調(diào)節(jié)的多功能信號酶，可通過使活化T細(xì)胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT)轉(zhuǎn)位入核，調(diào)節(jié)核內(nèi)肥大基因（ANP、BNP)的表達(dá)[18, 19]。 MAPK包括三個(gè)亞家族[20] :ERKs、JNKs和p38-MAPK。磷酸化的MAPKs激活促進(jìn)與心肌肥 厚有關(guān)的下游轉(zhuǎn)錄因子NF-kB、AP-1、MEF2、NFAT等的轉(zhuǎn)錄活性，而調(diào)節(jié)細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄和蛋 白合成，引起心肌細(xì)胞肥大，導(dǎo)致心肌肥厚[20]。
[0005] 雙特異性磷酸酶（Dual Specificity Phosphatase，DUSP)是蛋白酪氨酸磷酸酶 I型亞家族中的一個(gè)重要成員，其既能對磷酸化酪氨酸去磷酸化，也能對磷酸化絲/蘇氨 酸去磷酸化。雙特異性磷酸酶的結(jié)構(gòu)域特征和催化機(jī)制與典型的酪氨酸磷酸酶相似。但 是雙特異性磷酸酶的催化結(jié)構(gòu)比典型的酪氨酸磷酸酶的更淺更寬，這一特征被認(rèn)為是其能 夠快速識別兩種以上氨基酸殘基的原因。因?yàn)殡p特異性磷酸酶的酪氨酸磷酸酶活性比絲 /蘇氨酸磷酸酶活性高40-500倍，所以將其歸為一類酪氨酸磷酸酶而不單獨(dú)分類。目前 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)61種形態(tài)和結(jié)構(gòu)不同的雙特異性磷酸酶，一般將其分為七類slingshots，PRLs (phosphatases of regenerating liver), Cdcl4 phosphatases (Cdc is celldivision cycle)，PTENs(phosphatase and tensin homologues deleted on chromosome 10)， myotubularins, MKPs (mitogen activated protein kinase phosphatases) and atypical DUSPs。
[0006] DUSP14是一種atypical DUSP (非典型雙特異性磷酸酶)，分子量22. 26kDa，在幾 乎所有細(xì)胞系和組織中都有表達(dá)，細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)顯示DUSP14存在于細(xì)胞質(zhì)中。DUSP14首次 在酵母菌中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)證實(shí)DUSP14能與T細(xì)胞共同刺激因子CD28相互作用來調(diào)節(jié)IL-2的 分泌，GST標(biāo)記的外源性DUSP14能夠?qū)е翬RK、JNK、p38MAPK去磷酸化，在T細(xì)胞內(nèi)，無活性 的DUSP14會使ERK和JNK的磷酸化水平升高，而p38磷酸化水平未發(fā)生改變。DUSP14可以 通過調(diào)節(jié)ERK的活性影響胰島0細(xì)胞的增殖。
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