[发明专利]IRX4及其诱导剂在筛选/制备保护心脏的药物中的应用

说明书

本发明公开了一种IRX4及其诱导剂在筛选/制备保护心脏的药物中的应用。本发明选用野生型小鼠和心脏特异性IRX4基因过表达小鼠为实验对象，手术组给予主动脉弓缩窄手术构建心肌肥厚模型，术后4周对各组小鼠进行心肌肥厚、纤维化及心功能的测定来研究IRX4基因的功能。结果发现IRX4具有抑制心肌肥厚及抗纤维化，改善心功能的作用。因此，IRX4可用于筛选保护心脏功能，抗心肌纤维化和/或预防，缓解和/或治疗心肌肥厚及相关疾病的药物，可用于制备保护心脏功能，抗心肌纤维化和/或预防，缓解和/或治疗心肌肥厚的药物。本发明为心肌肥厚的治疗提供了一条有效的新途径。

技术领域

本发明属于基因的功能与应用领域，特别涉及一种IRX4及其诱导剂在筛选/制备保护心脏的药物中的应用。

背景技术

心肌肥厚是高血压，血管疾病和慢性心力衰竭等多种心血管疾病发生发展的共同病理过程，是心脏对压力或容积负荷增加，血管紧张素，生长因子以及激素等多种心血管刺激因素做出的代偿反应。长期的刺激会导致病理性心肌肥大，主要表现为心肌细胞体积增大、蛋白合成增多、细胞外基质增多，发生纤维化等特征，最终引发扩张性心肌病，室性心律失常，心肌缺血，心力衰竭甚至猝死等。心肌肥厚已成为心力衰竭等多种心血管疾病的独立危险因素及不良预后的信号，心肌肥厚继而导致的心力衰竭等心血管疾病是全世界死亡的主要原因。目前关于心肌肥厚的治疗可以延缓这些疾病的进展，但却不能逆转或阻止此类疾病的发生。研究心肌肥厚的发生发展机制，发现参与心肌肥厚的特异性因子及信号转导通路，探索新的治疗靶点，具有重要的理论与实践意义。

易洛魁家族同源盒4(iroquois homeobox 4，IRX4)，是易洛魁家族同源盒转录因子中的一员，主要在发育中心脏的心室表达，并在心脏发育过程中作为心室分化的重要中介。Irx4在各个心室区域表达同样丰富，且其表达在胚胎，新生儿和成年心脏中观察到的水平相同，其可用于专门标记心室祖细胞。在心室肌中，IRX4可与维生素D受体的异源二聚体(VDR)和维甲酸X受体(RXR)相互作用,调节其靶基因在心肌细胞中的表达。IRX4亦可通过激活心室肌球蛋白重链-1(VMHC1)基因，抑制心房肌球蛋白重链-1(AMHC1)表达，正向调节心室的特定基因表达。此外，研究表明，大鼠心室中大量的Irx4表达，与左心室壁的Irx5和Kv4.2水平之间呈负相关。Irx4抑制细胞中Irx5诱导的通道启动子活性的增加，当内源性Irx4表达被siRNA抑制时，Irx5会增加新生儿心肌细胞中的通道启动子活性。在小鼠中,Irx4基因的破坏导致心室特异性表达的肌球蛋白重链基因受到抑制，导致心室基因表达异常，从而诱导成年期心肌肥厚。在没有基因受Irx4控制的情况下，心室功能恶化，继而发生心肌病。Irx4虽不足以形成心室，但需要建立心室特异性基因表达程序的某些组件。

已有临床研究发现Irx4基因突变与肥厚性心肌病之间存在关联，在IRX4基因中发现了4种多态性，A381G多态性AA基因型具有更高的最大左心室流出道梯度，和延长的校正QT离散度，表明IRX4可能会对间隔厚度产生调节作用，从而导致校正后的QT离散度增加和流出梯度增加。Ban,K等通过靶向IRX4分子的RNA，可以从胚胎干细胞中纯化心室心肌细胞，这表明基于分子信标的方法生成的同质且功能正常的心室心肌细胞可用于疾病的研究，药物发现和基于细胞的疗法。那么靶向心肌细胞IRX4，特异性过表达IRX4是否可以在病理性心肌肥厚中发挥作用，值得我们深入研究。

发明内容

为解决临床防治心肌肥厚疾病现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于确定IRX4基因的表达与心肌肥厚之间的相互关系，且发现了一种用于治疗心肌肥厚的靶基因IRX4的新用途，进而把IRX4基因应用于心肌肥厚相关疾病的治疗。本发明提供了一种IRX4及其诱导剂在筛选/制备保护心脏的药物中的应用，即IRX4在治疗心肌肥厚中的功能和应用，具体是在IRX4作为靶基因在制备抗心肌纤维化和/或预防、缓解和/或治疗心肌肥厚药物中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：