本文選題：血管平滑肌細(xì)胞 + 張應(yīng)變��； 參考：《上海交通大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病常伴有細(xì)胞表型、形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的改變,即發(fā)生血管重建(remodeling)。血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell,VSMCs)作為血管壁中層的細(xì)胞成分,主要承載血管周期性張應(yīng)變(cyclic mechanical strain)的作用。VSMCs與其他終末分化細(xì)胞不同,能在分化與去分化表型間轉(zhuǎn)換。生理性張應(yīng)變條件下,VSMCs呈收縮表型,維持血管的正常舒縮;病理性張應(yīng)變條件下,VSMCs由收縮表型向合成表型轉(zhuǎn)換,VSMCs去分化并參與血管重建。高血壓時(shí)血管張應(yīng)變病理性增加,誘導(dǎo)VSMCs去分化和血管舒縮功能異常,提示張應(yīng)變?cè)谛难芗膊⊙苤亟ㄖ衅鹬匾恼{(diào)控作用。同時(shí),鈣離子作為重要的第二信使,受到許多因素的調(diào)節(jié),張應(yīng)變也可能通過(guò)鈣離子影響下游信號(hào)分子和細(xì)胞功能。與鈣變化相關(guān)的離子通道也可能參與這一調(diào)控過(guò)程。大電導(dǎo)鈣依賴激活鉀離子通道(big conductance calcium and voltage-activated potassium channels,BK)廣泛分布于VSMCs,主要調(diào)節(jié)血管張力和改善血管彈性。BK通道因含stress axis regulated exons(STREX)序列,而具有力敏感特性,并且可能通過(guò)影響B(tài)K通道的表達(dá)和活性而與高血壓密切相關(guān)。高血壓時(shí)細(xì)胞鈣內(nèi)流增加,VSMCs收縮增強(qiáng);同時(shí),BK通道作為鈣激活的鉀離子通道,通過(guò)增加活性,減少細(xì)胞鈣內(nèi)流,可負(fù)反饋調(diào)節(jié)血管張力。在高血壓狀態(tài)下,動(dòng)脈將承載病理性增高的周期性張應(yīng)變作用。因此,探討高周期性張應(yīng)變條件下,BK通道如何變化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣和細(xì)胞功能的調(diào)控,有助于闡明BK通道在高血壓中的作用及機(jī)制。目前,VSMCs分化的力學(xué)生物學(xué)機(jī)制也尚不清楚。研究BK通道在張應(yīng)變誘導(dǎo)VSMCs分化中的作用及力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,可以進(jìn)一步了解力學(xué)因素在血管重建中的作用機(jī)制,為高血壓的防治研究提供力學(xué)生物學(xué)(mechanobiology)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文應(yīng)用Flexcell細(xì)胞張應(yīng)變加載系統(tǒng)對(duì)體外培養(yǎng)的VSMCs分別施加5%(生理性)和15%(病理性)周期性張應(yīng)變后,western blot檢測(cè)VSMCs分化指標(biāo)α-肌動(dòng)蛋白(α-actin)、調(diào)寧蛋白(calponin)和肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白(SM22),BK通道α亞基蛋白變化;PCR檢測(cè)STREX m RNA的變化。應(yīng)用細(xì)胞水平張應(yīng)變加載裝置對(duì)VSMCs分別施加5%和15%張應(yīng)變后,膜片鉗技術(shù)檢測(cè)不同張應(yīng)變組BK通道活性變化。為檢測(cè)BK通道STREX序列在細(xì)胞響應(yīng)張應(yīng)變刺激中的作用,將HEK cells分別轉(zhuǎn)染正常BK通道質(zhì)粒(HEK-Slo)和剔除STREX的BK通道質(zhì)粒(HEK-STREX delete)后,膜片鉗檢測(cè)BK通道活性變化。應(yīng)用細(xì)胞鈣成像技術(shù)分別檢測(cè)5%和15%張應(yīng)變組細(xì)胞鈣振蕩,通過(guò)建立內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ER stress)模型,對(duì)其標(biāo)志蛋白x-box結(jié)合蛋白(x-box binding protein 1,xbp1)進(jìn)行RNA干擾,共同探討了張應(yīng)變誘導(dǎo)VSMCs分化功能變化的機(jī)制。高表達(dá)BK通道后,western blot檢測(cè)BK通道α亞基的表達(dá)對(duì)VSMCs分化功能的影響。結(jié)果顯示,與5%生理性張應(yīng)變組相比,15%病理性張應(yīng)變組VSMCs分化指標(biāo)以及BK通道α亞基蛋白表達(dá)量均顯著下降,STREX m RNA水平顯著升高。HEK cells分別轉(zhuǎn)染BK通道質(zhì)粒后,與HEK-STREX delete組相比,隨著鈣濃度的增加HEK-Slo組的BK電流顯著增加;相同鈣濃度條件下,隨著鉗制電壓的增加HEK-Slo組的BK電流顯著增加;在相同的鈣濃度和鉗制電壓條件下,HEK-Slo組BK通道的電流也顯著增加。對(duì)VSMCs和HEK cells加載張應(yīng)變后,與5%張應(yīng)變組相比,15%張應(yīng)變組的BK電流顯著增加;鈣振蕩頻率顯著增加;ER stress標(biāo)志蛋白xbp1表達(dá)量顯著增加。ER stress模型中xbp1剪接增加,STREX m RNA水平顯著升高,VSMCs分化指標(biāo)α-actin、calponin和SM22以及BK通道α亞基蛋白表達(dá)量均顯著減少。干擾xbp1抑制ER stress后xbp1剪接減少,STREX m RNA水平顯著降低,VSMCs分化指標(biāo)α-actin、calponin和SM22以及BK通道α亞基蛋白表達(dá)量均顯著增加。高表達(dá)BK通道后,VSMCs分化指標(biāo)α-actin、calponin和SM22蛋白表達(dá)量均顯著增加。無(wú)鈣培養(yǎng)基條件下,ER stress顯著降低VSMCs分化指標(biāo)以及BK通道α亞基蛋白表達(dá);與5%張應(yīng)變組相比,15%張應(yīng)變組顯著降低VSMCs分化指標(biāo)以及BK通道α亞基蛋白表達(dá)。上述結(jié)果表明,病理性張應(yīng)變誘導(dǎo)了VSMCs去分化,激活了BK通道,通過(guò)ER stress/xbp1信號(hào)通路,又促進(jìn)BK通道的STREX剪接及力響應(yīng)敏感,加強(qiáng)BK通道對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣及VSMCs去分化的調(diào)控。這一結(jié)果提示,高血壓時(shí)可通過(guò)增強(qiáng)BK通道舒張血管的作用,以維持正常的血管功能。
[Abstract]:楂樿鍘嬪拰鍔ㄨ剦綺ユ牱紜寲絳夊績(jī)琛，

本文編號(hào)：2065206