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自噬是溶酶体降解途径,在许多生物学过程中起重要作用,例如,饥饿、感染、肌肉萎缩、癌症、心血管疾病和宿主防御等,在心脏中自噬过程失调能引起心肌功能障碍和心衰。自噬和泛素蛋白酶体系统(UPS)是细胞内蛋白降解的两个主要通路,最新研究表明在心脏中这两个蛋白降解系统之间存在和协同和互补的关系。Atrogin-1/MAFbx是肌肉特异表达的泛素E3连接酶,由355个氨基酸组成,含有一个功能性的F-box吉构域,它与Skp1, Cul1和Roc1结合形成具有泛素连接酶活性的SCF复合物。研究表明E3连接酶atrogin-1/MAFbx在肌肉萎缩、心肌肥大和心肌细胞凋亡中起着重要的作用。但是atrogin-1/MAFbx在心肌细胞自噬中的作用未见报道。自噬在固有免疫中起着重要的作用。脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)与细胞上的受体Toll样受体4(TLR4)结合,促进(3-catenin在细胞质积累并转位至细胞核内,引起靶基因转录和表达,导致心肌肥大。但是LPS在心肌细胞中是否通过促进P-catenin激活和核转位,激活自噬相关基因表达还不清楚。研究方法：首先原代培养的大鼠乳鼠心肌细胞用Ad-GFP或Ad-atrogin-1-GFP或Ad-β-catenin-GFP分别感染24h以及Ad-atrogin-1-GFP和Ad-β-catenin-GFP共感染24h后,用LPS(100ng/ml)刺激8h,4%甲醛固定15min,用抗LC3或a-actinin抗体行免疫标记并用Alexa Fluor 568连接的羊抗兔或抗鼠IgG进行免疫荧光染色,用DAPI进行核染色。通过数LC3阳性点和标准化横切面积对自噬小体进行定量,用image-pro plus 6.0软件定量含自噬小体细胞的百分率以及细胞平均面积；Trizol法抽提总RNA,用大鼠特异引物LC3, Atg12, Atg4b, Bnip1, Bnip3和vp34进行实时定量RT-PCR分析,实验重复三次；用40μg的细胞总蛋白和抗LC3抗体或抗β-catenin抗体进行Western blotting检测。用体外GST pull-down和免疫共沉淀实验分别证明atrogin-1/MAFbx与β-catenin相互作用。研究结果：(1)LPS诱导原代培养的大鼠乳鼠心肌细胞肥大和自噬小体形成。(2) Atrogin-1过表达可抑制LPS诱导的心肌肥大、自噬小体形成和自噬相关基因如LC3, Atg12, Atg4b, Bnip1,和vp34表达。Western blotting结果表明atrogin-1也可抑制LPS诱导LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转换。(3)过表达的β-catenin可促进LPS诱导的心肌细胞肥大、自噬小体形成及许多自噬相关基因包括LC3、Atg12、Atg4、Vps34(a classⅢPI3K)和Bnipl的表达。Western blotting表明过表达β-catenin也可促进LPS诱导的LC3-Ⅰ到LC3-Ⅱ的转换。(4)过表达atrogin-1可明显抑制LPS诱导β-catenin介导的心肌肥大、自噬小体形成、自噬相关基因的表达及LC3-Ⅰ到LC3-Ⅱ的转换。(5)Western blotting表明过表达atrogin-1可降低内源性β-catenin蛋白水平且呈剂量依赖关系。(6)GST pull-down和免疫共沉淀实验证明atrogin-1与β-catenin直接相互作用,主要通过atrogin-1的60-160氨基酸。结论：本研究明确atrogin-1直接与β-catenin相互作用,下调内源性β-catenin蛋白水平,进而抑制LPS诱导的心肌细胞肥大和自噬。