血管平滑肌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞相互交流的力學(xué)生物學(xué)機(jī)制.pdf

1、血管重建(remodeling)是心血管疾病共同的發(fā)病基礎(chǔ)和基本的病理過程，力學(xué)因素在其中起重要調(diào)控作用。血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)與血管內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cells，ECs)在結(jié)構(gòu)上相鄰，功能上有密切聯(lián)系，它們之間的相互交流(cross-talk)在血管生理功能的維持和血管重建中均扮演著重要的角色。然而，在力學(xué)因素作用下，ECs與VSMCs相互交流的力學(xué)生物學(xué)

2、(mechanobiology)機(jī)制尚需進(jìn)一步闡明。
　　 本文基于本實(shí)驗(yàn)室前期取得的低切應(yīng)力(low shear stress，LowSS)誘導(dǎo)下血管差異蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)，以ECs與VSMCs相互交流在應(yīng)力誘導(dǎo)血管重建中的作用為著眼點(diǎn)，開展了兩部分研究:
　　 首先，依據(jù)生物信息學(xué)分析所預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用ECs與VSMCs聯(lián)合培養(yǎng)的平行平板流動(dòng)腔系統(tǒng)對(duì)ECs分別施加正常切應(yīng)力(normal shear str

3、ess，NSS)和LowSS，研究預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中提示的分泌型蛋白PDGF-BB和TGF-β1及其相關(guān)蛋白LaminA、LOX和磷酸化ERK1/2在ECs和VSMCs相互交流中的作用及其機(jī)制。結(jié)果顯示，LowSS誘導(dǎo)ECs和VSMCs的PDGF-BB和TGF-β1分泌，LaminA表達(dá)降低，LOX和磷酸化ERK1/2表達(dá)增高，細(xì)胞增殖和遷移能力增強(qiáng)。用PDGF-BB和TGF-β1重組蛋白對(duì)靜態(tài)培養(yǎng)下的ECs和VSMCs進(jìn)行刺激也得到了類似結(jié)果

4、。干擾ECs的PDGF-BB表達(dá)，發(fā)現(xiàn)LowSS所誘導(dǎo)的ECs和VSMCs的LaminA、LOX和磷酸化ERK1/2蛋白表達(dá)、細(xì)胞增殖和遷移被抑制;而干擾ECs的TGF-β1的表達(dá)，則對(duì)LowSS所誘導(dǎo)的VSMCs的上述變化無(wú)影響;應(yīng)用中性抗體分別封閉VSMCs的PDGF-BB和TGF-β1的作用，則抑制了LowSS所誘導(dǎo)的ECs的上述變化。結(jié)果表明，PDGF-BB和TGF-β1在LowSS誘導(dǎo)的ECs和VSMCs相互交流中發(fā)揮不同作用

5、，ECs通過分泌PDGF-BB調(diào)節(jié)VSMCs的功能，而VSMCs則通過分泌PDGF-BB和TGF-β1正反饋調(diào)節(jié)ECs的功能。
　　 然后，本文根據(jù)血管差異蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果的提示，選擇在血管組織中表達(dá)，但功能未知的力學(xué)敏感分子—Rab28，深入研究了高張應(yīng)變條件下VSMCs與ECs相互交流對(duì)其表達(dá)的影響及其機(jī)制。應(yīng)用大鼠高血壓模型和細(xì)胞張應(yīng)變加載系統(tǒng)模擬血管細(xì)胞在高血壓狀態(tài)所承受的周期性張應(yīng)變，探討了Rab28在血管細(xì)胞中的功能及

6、調(diào)控機(jī)制。結(jié)果顯示，高血壓大鼠頸總動(dòng)脈的Rab28表達(dá)增高;高張應(yīng)變誘導(dǎo)了VSMCs的Rab28表達(dá);張應(yīng)變加載后，用VSMCs的培養(yǎng)基培養(yǎng)靜態(tài)ECs后，ECs的Rab28表達(dá)也增高。對(duì)VSMCs的培養(yǎng)基進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，高張應(yīng)變可促進(jìn)VSMCs自分泌血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)。AngⅡ既作用于VSMCs自身，又通過旁分泌作用于相鄰的ECs，上調(diào)ECs和VSMCs的Rab28表達(dá)。干擾ECs的Rab28表達(dá)抑制ECs增殖，誘導(dǎo)其凋亡和遷移;干

7、擾VSMCs的Rab28表達(dá)則抑制VSMCs遷移。在ECs中，Rab28和NF-κB存在細(xì)胞內(nèi)共定位。ECs處于饑餓狀態(tài)時(shí)，NF-κB和Rab28主要分布在胞漿;ECs受AngⅡ刺激后，NF-κB和Rab28則主要分布在胞核。干擾ECs的Rab28表達(dá)，NF-κBp65亞基磷酸化水平下降，入核減少;抑制NF-κB活化，則造成Rab28表達(dá)下降。結(jié)果提示，NF-κB活化機(jī)制中，Rab28可能參與了NF-κB的入核過程;反之，NF-κB活化

8、后上調(diào)Rab28的表達(dá)。NF-κB活化入核與Rab28表達(dá)之間存在反饋調(diào)控。
　　 綜上所述，在LowSS條件下，ECs通過PDGF-BB調(diào)控VSMCs的功能，而VSMCs則通過PDGF-BB和TGF-β1對(duì)ECs的功能進(jìn)行反饋調(diào)節(jié);在高張應(yīng)變條件下，VSMCs通過Ang-Ⅱ調(diào)控ECs的Rab28表達(dá)，Rab28可能參與了NF-κB的活化入核，進(jìn)而調(diào)控ECs的功能。這些結(jié)果對(duì)闡明血管重建的力學(xué)生物學(xué)機(jī)制有重要意義，也為心血管疾病