SIRT1與microRNA-34a在切應(yīng)力誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細(xì)胞分化中的作用及其機(jī)制.pdf

1、內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells，EPCs）分化在血管內(nèi)膜損傷修復(fù)和血管穩(wěn)態(tài)維持過程中均具有重要作用。血流產(chǎn)生的切應(yīng)力（shear stress）是調(diào)控EPC分化的關(guān)鍵因素之一，但其相關(guān)的力學(xué)生物學(xué)（mechanobiology）機(jī)制尚需進(jìn)一步闡明。
　　本文應(yīng)用平行平板流動腔系統(tǒng)對人臍血來源的EPCs施加15 dyn/cm2生理水平的層流切應(yīng)力，作用時(shí)間24 h，首先證明了切應(yīng)力促進(jìn)EPCs向

2、成熟的內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cells，ECs）分化，且抑制其向平滑肌細(xì)胞（smooth muscular cells，SMCs）分化。為了進(jìn)一步探討切應(yīng)力條件下EPC分化的相關(guān)力學(xué)生物學(xué)機(jī)制，我們開展了以下2部分研究：
　　在第一部分，首先研究了SIRT1在切應(yīng)力調(diào)控EPC分化中的作用機(jī)制。結(jié)果顯示，切應(yīng)力明顯地誘導(dǎo)了EPCs的Akt磷酸化活性、SIRT1表達(dá)升高、組蛋白H3在賴氨酸9位點(diǎn)的乙酰化（ac-H3K9）降

3、低，且三者依次在6、12和24 h達(dá)到峰值。轉(zhuǎn)染SIRT1特異性siRNA下調(diào)了EPCs的EC標(biāo)志分子KDR、VE-cadherin、vWF和CD31的表達(dá)，促進(jìn)SMC標(biāo)志分子α-SMA和sm22α的表達(dá)，同時(shí)增強(qiáng)了組蛋白H3的乙?；?；而SIRT1激活劑白藜蘆醇（resveratrol）對EPC分化標(biāo)志表達(dá)和組蛋白H3乙酰化作用的結(jié)果與之相反。用PI3K的抑制劑wortmannin孵育EPCs，抑制其EC標(biāo)志分子，卻促進(jìn)了其SMC標(biāo)

4、志分子的表達(dá)，并下調(diào)了SIRT1表達(dá)，增強(qiáng)了組蛋白H3的乙?；?。此外，體外基質(zhì)膠微管形成（tube formation）實(shí)驗(yàn)表明，SIRT1促進(jìn)EPCs微管狀結(jié)構(gòu)的形成與連接。上述結(jié)果提示，PI3K/Akt-SIRT1- ac-H3K9信號通路可能參與了切應(yīng)力誘導(dǎo)的EPCs向ECs的分化。
　　在第二部分，我們探討了microRNA-34a（miR-34a）在切應(yīng)力調(diào)控 EPC分化中的可能分子機(jī)制。結(jié)果顯示，切應(yīng)力時(shí)間依賴地誘導(dǎo)E

5、PCs的miR-34a表達(dá)，并在12 h達(dá)到峰值；應(yīng)用3種靶基因預(yù)測數(shù)據(jù)庫預(yù)測提示，F(xiàn)OXJ2可能作為miR-34a的潛在靶基因參與細(xì)胞功能調(diào)控。雙熒光報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證明，F(xiàn)OXJ2是miR-34a的直接靶基因。然后，分別應(yīng)用miR-34a mimics和inhibitor刺激EPCs，進(jìn)一步驗(yàn)證了miR-34a對FOXJ2的負(fù)向調(diào)節(jié)；并且切應(yīng)力對FOXJ2的表達(dá)具有抑制作用。miR-34a正向調(diào)控EPCs的EC標(biāo)志分子KDR、VE-ca

6、dherin、vWF和CD31的表達(dá)而負(fù)向調(diào)控 SMC標(biāo)志分子α-SMA、sm22α、calponin和smmhc的表達(dá)。之后，進(jìn)一步過表達(dá)或干擾 FOXJ2，結(jié)果顯示，F(xiàn)OXJ2對EPC分化的作用與miR-34a的作用相反。此外，干擾FOXJ2促進(jìn)了EPCs在體外基質(zhì)膠的微管形成。上述結(jié)果提示，miR-34a可能通過負(fù)向調(diào)控其靶基因 FOXJ2，參與了切應(yīng)力誘導(dǎo)的EPCs向ECs分化。
　　綜上所述，生理水平的層流切應(yīng)力促進(jìn)了E