成纤维细胞GSK-3α通过RAF-MEK-ERK通路促进损伤心脏的纤维化

背景：心力衰竭（HF）是全球死亡率、发病率和医疗保健支出的主要原因。大量研究表明糖原合酶激酶-3（GSK-3）是心血管疾病有前景的治疗靶点。GSK-3亚型在心脏中似乎发挥重叠、独特甚至相反的功能。先前我们已经证明，在GSK-3的两种亚型中，心脏成纤维细胞（CF）GSK-3β在缺血性心脏中作为心肌纤维化的负调节因子。然而，CF-GSK-3α在心脏病发病机制中的作用完全未知。方法：为了确定CF-GSK-3α在心肌纤维化和心力衰竭中的作用，使用他莫昔芬诱导的Tcf21或Postn启动子驱动的Cre重组酶从成纤维细胞或肌成纤维细胞中删除GSK-3α。对对照和GSK-3α KO小鼠进行心脏损伤，并评估心脏参数。进行成纤维细胞激酶组图谱分析以阐明分子机制，随后进行体内和体外分析。结果：成纤维细胞特异性GSK-3α缺失限制了纤维化重塑并保留了受损心脏的功能。我们观察到TGFβ1处理的KO成纤维细胞中细胞迁移、胶原凝胶收缩、α-SMA蛋白水平和ECM基因表达降低，表明GSK-3α是肌成纤维细胞转化所必需的。令人惊讶的是，GSK-3α缺失不影响SMAD3激活，表明GSK-3α的促纤维化作用不依赖SMAD3。分子研究证实GSK-3α-KO CF中ERK信号传导减少。相反，腺病毒介导的组成型活性形式的GSK-3α（Ad-GSK-3αS21A）在成纤维细胞中的表达增加了ERK激活和纤维化蛋白的表达。重要的是，这种效应被ERK抑制所消除。结论：GSK-3α介导的MEK-ERK激活是损伤心脏中关键的促纤维化信号回路，独立于经典的TGF-β1-SMAD3通路。因此，抑制GSK-3α-MEK-ERK信号回路的策略可以预防患病心脏中的不良纤维化。