PKG1α半胱氨酸42氧化还原状态调控病理性心脏肥厚中的mTORC1激活

理论依据：受刺激的蛋白激酶G-1α（PKG1α）磷酸化结节性硬化症复合物2（TSC2）的丝氨酸1365位点，强力抑制神经激素和血流动力学应激引起的mTORC1激活。这减少了病理性肥厚和功能障碍，并增加了自噬。这些应激源也诱导PKG1α在半胱氨酸42位点的氧化，这削弱了其心脏保护作用。目的：我们检验了mTORC1激活对PKG1α C42氧化的依赖性，以及可溶性鸟苷酸环化酶-1（GC-1）激活抑制这种激活的能力。方法与结果：表达野生型PKG1α（PKG1αWT）或C42S氧化还原死亡型PKG1αCS/CS的心肌细胞暴露于内皮素-1（ET-1）。表达PKG1αWT的细胞表现出显著的mTORC1激活（p70 S6K、4EBP1和Ulk1磷酸化）、自噬/自噬通量减少以及异常蛋白聚集；所有这些都被PKG1αCS/CS表达显著逆转。全球敲入PKG1αCS/CS的小鼠在压力超负荷（PO）下也表现出显著减少的mTORC1激活、蛋白聚集、肥厚和心室功能障碍，相较于PKG1αWT小鼠。与mTORC1抑制剂依维莫司联合治疗使两组之间的心脏保护作用等同。PO后PKG1αCS/CS心肌中TSC2 S1365磷酸化增加多于PKG1αWT。TSC2S1365A/S1365A敲入小鼠缺乏PKG1α对TSC2的磷酸化，当与PKG1αCS/CS小鼠杂交时，PKG1αCS/CS小鼠对PO诱导的mTORC1激活、心脏抑制和死亡的保护作用丧失。直接刺激GC-1（BAY-602770）抵消了PO后PKG1αWT和PKG1αCS/CS之间不同的mTORC1激活，并阻断了表达TSC2S1365A的心肌细胞中ET-1刺激的mTORC1。结论：PKG1α在C42位的氧化减少了其对TSC2的磷酸化，导致PO刺激的mTORC1活性增强以及相关的肥厚、功能障碍和自噬抑制。直接GC-1刺激可改善这种情况。