平滑肌22α蛋白在血管稳态和血管重构中的作用

有关血管稳态和重构的分子机制一直是近年来的研究热点,也被视为治疗血管损伤性疾病的突破点.大量研究证实,血管损伤修复及病理性重构过程与血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的表型转化、异常增殖与迁移、细胞衰老关系密切.平滑肌22α(smooth muscle 22α,SM2...     

PDGF-BB下调血管平滑肌标志物SM22α表达的机制

血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell,VSMC）表型转化是血管重塑性疾病的细胞病理学基础,血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor,PDGF）-BB抑制平滑肌分化标志基因表达、加速其降解,是VSMC表型转化的关键。该研究用PDGF-BB刺激VSMC诱导细胞发生表型转化,利用Western blot和免疫共沉淀等技术,检测PDGF-BB对早期分化相关基因平滑肌22 alpha（smooth muscle 22 alpha,SM22α）磷酸化与泛素化的影响。实验结果显示,PDGF-BB促进VSMC增殖;上调增殖相关蛋白PCNA的表达,下调分化相关蛋白SM22α与SMα-actin的表达;诱导SM22α发生磷酸化和泛素化,而且,该过程与SM22α水平下调具有时相相关性;抑制剂阻断分析证实,ERK和PKC参与介导了PDGF-BB诱导的SM22α磷酸化。以上结果提示,在VSMCs表型转化中,PDGF-BB可能是通过激活ERK-PKC信号通路,促进SM22α的磷酸化和泛素依赖的蛋白质降解。     

SM22α在血管平滑肌细胞中的作用

平滑肌22α(SM22α)是平滑肌细胞(VSMC)骨架相关蛋白,通过与肌动蛋白的作用参与VSMC骨架重构,是近年发现的一种VSMC分化标志物,其表达具有平滑肌组织特异性和细胞表型特异性.血管平滑肌细胞(VSMC)表型转化是动脉粥样硬化、高血压等血管重塑性疾病的共同病理生理过程.VSMC表型转化过程中平滑肌特异基因的表达变化和细胞骨架的重构是当前研究的热点问题之一.本文就SM22α的结构特征及其在VSMC中的作用机制进行综述.     

SM22α对血管平滑肌细胞肌动蛋白聚合和交联的调节

目的:探讨平滑肌22alpha(SM22α)调节血管平滑肌细胞(VSMC)骨架重构的分子机制。方法:血清饥饿法诱导VSMC由合成型转化成收缩型,转染pEGFP-SM22α表达质粒后观察SM22α在细胞中的分布及其与肌动蛋白纤丝(F-actin)的定位关系;应用反义技术封闭内源性SM22α表达,蛋白分步提取和Western blot分析检测敲减SM22α基因表达对肌动蛋白单体G-actin聚合的影响;F-actin体外交联实验观察SM22α对F-actin交联成束的影响。结果:SM22α在细胞中的分布与F-actin相一致;抑制内源性SM22α表达后,细胞中的SMα-actin主要以可溶性单体G-actin形式存在;F-actin体外交联实验结果表明,GST-SM22α蛋白纯品可促进F-actin交联形成粗大、束状的应力纤维,而敲减内源性SM22α的细胞裂解液促进F-actin交联的活性明显降低。结论:SM22α是参与VSMC细胞骨架重构的调节蛋白,不仅可促进G-actin聚合形成F-actin,而且还可加速F-actin交联成束,在VSMC骨架重构过程中起着十分重要的作用。     

小鼠血管损伤后巨噬细胞与平滑肌细胞的相互作用

目的研究血管损伤后病变形成过程中的巨噬细胞与平滑肌细胞的相互作用。方法C57BL/6（6～8周龄）小鼠24只,右侧股动脉植入透明塑料微导管,制作小鼠血管损伤模型,术后给予特异性抗体AFS98及APB5,分别阻断巨噬细胞和平滑肌细胞增殖的信息传导通路。给药2周后采集股动脉组织,用免疫组织化学的方法对血管病变进行分析。结果小鼠股动脉血管损伤2周后,病变部位聚集了大量的巨噬细胞、平滑肌细胞。给予阻断巨噬细胞增殖的信息传导通路的特异性抗体AFS98后,病变部位的巨噬细胞数量显著减少,平滑肌细胞数量反而增多。相反,给予抑制平滑肌细胞增殖的抗体APB5后,病变局部平滑肌细胞数量减少,而巨噬细胞数量急剧增加。结论小鼠股动脉血管损伤后,构成病变的细胞主要为巨噬细胞与平滑肌细胞。这两种细胞在分化成终末成熟细胞的过程中,存在着相互拮抗的作用。     

SM22α:血管平滑肌细胞分化的分子标志

SM22α是一种分化型血管平滑肌细胞(VSMC)的标志基因,编码一种22kDa的收缩调节蛋白。由于SM22α基因结构短小,表达具有VSMC特异性、调控机制较为清楚,因而被广泛用于VSMC发育分化的研究。利用该基因的表达调控特征,设计可在VSMC中高表达目的蛋白的人工启动子,是心血管病基因治疗的新策略。     

SM22α参与血清饥饿诱导的血管平滑肌细胞微丝重塑

血清饥饿可诱导体外培养的血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMC)由合成型转变为收缩型,微丝重塑是该过程的一个重要事件。平滑肌22α(smoothmuscle22alpha,SM22α)是VSMC的标志蛋白,为了证实SM22α是否参与调节VSMC的微丝重塑过程,采用反义技术,封闭SM22α表达,利用间接免疫荧光染色、透射电镜观察SM22α表达对VSMC微丝重塑的影响,利用细胞平面迁移实验观察SM22α表达对VSMC运动功能的影响。实验结果显示,在血清饥饿培养的VSMC中,伴随着SM22α和SMα肌动蛋白表达上调,微丝数量明显增多,呈极性束状分布。用反义SM22α抑制SM22α表达后,血清饥饿诱导的VSMC微丝重塑受阻,微丝纤细,排列紊乱,且细胞迁移活性下降。结果提示,在VSMC微丝组装过程中,SM22α可能起一种捆绑蛋白作用。     

SM22α对血管平滑肌细胞骨架及收缩功能的影响

SM22α(smooth muscle 22 alpha,SM22α)是血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMC)的标志蛋白,为了探讨该蛋白与VSMC表型和功能的关系,利用血清饥饿法诱导VSMC由合成型向收缩型转变,用RT—PCR对不同表型VSMC的SM22α表达活性进行检测,并通过转染反义SM22α表达载体,观察SM22α表达对VSMC细胞骨架和收缩功能的影响。结果显示,在VSMC由合成型逆转为收缩型的过程中,SM22α和平滑肌α-肌动蛋白(smooth muscle α—actin,SMα—actin)的表达分别被显诱导和轻度上调,与此同时,细胞骨架由稀疏的网格状变成均匀、致密的束状,VSMC重新获得收缩功能。用反义SM22α抑制该基因表达后,血清饥饿诱导的VSMC细胞骨架重构受阻,乙酰胆碱刺激引发的细胞收缩消失。结果提示,SM22α参与VSMC细胞骨架的构成及调节细胞的收缩功能,对维持VSMC处于收缩表型具有重要作用。     

血管损伤的新靶点：干扰素调节因子

内膜增生是血管损伤后动脉重塑过程中普遍存在的现象。血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs）的增殖、迁移、表型转换是血管损伤性疾病高血压、动脉粥样硬化、血管成形术后再狭窄等的共同病理生理学过程。干扰素调节因子（interferon regulatory factors,IRFs）是一类能对干扰素基因表达起到免疫调节作用的转录因子。近来研究发现,其在血管损伤病理过程具有调节作用,其中IRF1与细胞生长、分化和损伤密切相关,IRF3与IRF7可以抑制新生内膜的形成,而IRF8和IRF9则促进VSMCs增殖、迁移及血管内膜增生。本文重点介绍了IRFs的结构特征、信号途径及在血管重塑过程中作为新型调控因子的功能。     

细胞代数和密度影响血管平滑肌细胞表型重塑和收缩反应性的机制

探讨细胞代数和密度对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)表型重塑能力的影响及机制,观察血清饥饿诱导的不同代数和密度的VSMC骨架的组构特征及收缩反应性,检测细胞骨架中收缩蛋白的含量和比例变化。结果发现,低代数(3代)、高密度的VSMC经血清饥饿诱导后易于形成束状、极性排列的应力纤维,乙酰胆碱(Ach)刺激可产生明显的收缩反应。Western印迹显示,3代高密度VSMC中,平滑肌22α(SM22α)在F-肌动蛋白中的组成比例及其在F-/G-肌动蛋白的含量之比明显高于8代细胞。结果提示,SM22α在F-肌动蛋白中的分布比例可能决定了应力纤维的排布方式,是细胞获得收缩性的主要调节因素,在VSMC表型重塑过程中具有重要意义。     

同型半胱氨酸对大鼠血管平滑肌细胞增殖的作用

血中同型半胱氨酸（ｈｏｍｏｃｙｓｔｅｉｎｅ,ＨＣＹ）浓度的升高已成为动脉粥样硬化发生的一个独立危险因子．为进一步阐明ＨＣＹ促进血管平滑肌细胞（ｖａｓｃｕｌａｒｓｍｏｏｔｈｍｕｓｃｌｅｃｅｌｓ,ＶＳＭＣｓ）增殖,从而引起动脉粥样硬化发生的机理．本实验采用细胞计数、３Ｈ－ＴｄＲ参入、细胞周期分析、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交方法证明,一定剂量的ＨＣＹ可促进离体培养的ＷＫＹ大鼠血管平滑肌细胞增殖,使其ＤＮＡ合成增加,细胞周期中Ｓ期细胞所占比例增加４３％,并促进ｃ－ｍｙｃ与ｃ－ｆｏｓ原癌基因ｍＲＮＡ表达增加．提示ＨＣＹ可能通过促进ＶＳＭＣｓ增殖而诱发动脉粥样硬化     

同源异型盒基因对血管平滑肌细胞的调控作用

同源异型盒基因是一类对生物体的生长、发育和分化从时间和空间上进行协调的调控基因。构成血管中膜的血管平滑肌细胞表型具有极大的可塑性。在一些病理性血管重构时,血管平滑肌细胞可发生表型调变,从分化型调变为去分化型,具备增殖和迁移能力。在此过程中,多种同源异型盒基因的表达发挥了重要的调控作用。现就同源异型盒基因与血管平滑肌细胞的表型调变、增殖和迁移的关系等方面的研究进展作一综述。     

人SM22α在巴斯德毕赤酵母中的表达、纯化及抗体制备

目的：用酵母表达重组人平滑肌22α（SM22α）蛋白,制备兔抗人SM22α多克隆抗体。方法：利用PCR从pGEM3z—SM22α质粒扩增得到人SM22α基因编码区,重组至pPIC9构建酵母表达载体,转染巴斯德毕赤酵母,进行分泌型表达。表达产物经分步盐析和CM-纤维素柱层析纯化后,免疫家兔,制备兔抗人sM22α多克隆抗体。结果：所构建的pPIC9-SM22α酵母表达载体转染酵母感受态细胞后,外源性SM22α可整合至酵母染色体中,经甲醇诱导84h,可实现SM22α的高效表达与分泌。用70％硫酸铵处理上清液,收集沉淀进行离子交换层析纯化后,经变性的聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）可见一分子量为22kD的单一区带。用该纯化产物免疫家兔制备的兔抗人SM22α抗血清可用于检测人或大鼠血管壁中SM22α的表达水平。结论：重组人SM22α可在巴斯德毕赤酵母中进行高效表达与分泌,纯化蛋白可用于抗体制备,为研究SM22α功能提供了检测工具。     

新型大豆异黄酮磺酸酯抑制血管平滑肌细胞增殖活性研究

为了寻找对血管平滑肌细胞异常增殖有较强抑制作用的化合物,本文用MMT法考察新型大豆苷元磺酸酯体外抑制血管平滑肌细胞增殖活性.结果表明:该大豆苷元磺酸酯对血管平滑肌细胞增殖在10-7 mol/L时有抑制作用(P＜0.05),该浓度下的抑制率为56.06％,与先导化合物大豆苷元相比活性提高约1000倍.构效关系研究表明,大豆苷元经苯磺酸酯修饰,改变分子的空间结构、分子的可极化率从26.51增加到54.12,改变了药物的电荷分布,更有利于药物通过细胞膜到达靶标和与靶标更精确作用而导致药物药理作用大大增强.药理实验与构效关系研究初步表明,该大豆苷元磺酸酯有进一步研究价值.     

d-尼古丁对血管平滑肌细胞迁移的影响

为了在分子水平上揭示吸烟导致动脉粥样硬化的机制,探讨了烟草致病的主要成分d-尼古丁对豚鼠大脑基底动脉血管平滑肌细胞GbaSM-4迁移作用的影响。应用Boyden小室实验发现,d-尼古丁具有促进GbaSM-4细胞迁移的作用。免疫荧光染色显示,在d-尼古丁作用下有GbaSM-4细胞伪足内肌动蛋白表达和分布增加的现象。为了进一步阐明d-尼古丁促进平滑肌细胞迁移作用的分子机制,应用RT-PCR方法检测到在GbaSM-4细胞内有α7型烟碱乙酰胆碱受体的表达。应用烟碱乙酰胆碱受体的特异性抑制剂甲基牛扁碱和肌肉收缩的关键酶——肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase,MLCK）抑制剂ML-9作用GbaSM-4细胞后,发现d-尼古丁对GbaSM-4细胞的诱导迁移作用被明显的抑制。采用RNA干扰技术,成功地使GbaSM-4细胞内MLCK的表达水平下调,观察到d-尼古丁对GbaSM-4细胞的诱导迁移作用也被明显的抑制。上述研究结果表明,d-尼古丁以趋化因子的作用促进血管平滑肌细胞迁移,其分子机制可能与α7型烟碱乙酰胆碱受体和MLCK等因素有关,这一发现为揭示吸烟导致动脉粥样硬化提供了实验依据。     

黄芩苷通过降低活性氧生成抑制血管平滑肌细胞伪足形成和迁移

已知黄芩苷（baicalin）通过削弱肌动蛋白相关蛋白（actin-related protein, Arp）2/3复合物的活性抑制血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell, VSMC）伪足形成和迁移,然而,其抑制该信号途径的机制尚不明确。本研究证明,黄芩苷通过抑制VSMC活性氧（reactive oxygen species,ROS）生成降低Arp2/3活性,发挥阻止细胞伪足形成和迁移的功能。分别利用TRITC 鬼笔环肽和ROS荧光探针标记VSMCs,结果显示,黄芩苷能显著抑制血小板源性生长因子（platelet derived growth factor, PDGF）-BB诱导的VSMC伪足形成和迁移,伴有ROS生成减少。用超氧物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）清除胞内过氧化物后,PDGF-BB引发的VSMC伪足形成被逆转,且该过程与降低皮层肌动蛋白微丝（F-actin）成核蛋白Arp2/3活性有关。免疫沉淀分析结果进一步表明,黄芩苷降低p47phox磷酸化水平,与ROS生成减少相一致。体内的实验也表明,黄芩苷（70 mg/kg/d）能有效抑制球囊损伤诱导的大鼠颈总动脉ROS生成。以上结果表明,黄芩苷通过抑制NADPH氧化酶介导的ROS生成,降低细胞皮质区F-actin成核活性,阻止细胞伪足形成、迁移,进而发挥血管保护作用。     

慢病毒介导的HTRA1 基因稳定过表达人脑血管平滑肌细胞株的建立

目的:构建并包装针对HTRA1基因以及其1091TC突变基因(HTRA1-Mut)的过表达慢病毒载体,以及建立稳定表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的人脑血管平滑肌细胞(HBVSMC)株。方法:采用RT-PCR方法扩增HTRA1及HTRA1-Mut基因片段并将其连接于GV287载体质粒,采用慢病毒包装三质粒系统(GV287/p Helper 1.0/p Helper 2.0)转染293T细胞,收集富含慢病毒颗粒的细胞上清液并标定病毒滴度,慢病毒感染经培养和鉴定的HBVSMC细胞株。结果:成功构建含HTRA1及HTRA1-Mut基因的慢病毒重组载体,PCR鉴定阳性的克隆进行测序和BLAST比对分析显示与源基因序列一致,并能够有效的感染并在293T细胞中表达。表达载体包装后测定病毒滴度为:2E+8 TU/mL。过表达慢病毒感染后HBVSMC有荧光表达,并且荧光率达80%以上,细胞生长良好传后细胞几乎无死亡现象。结论:成功构建了过表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的慢病毒表达载体,得到了较高滴度的病毒悬液,建成了稳定表达HTRA1及HTRA1-Mut基因的HBVSMC细胞株,为进一步探讨HTRA1基因及突变后细胞的功能变化提供了良好的研究工具。