血管重塑机制的相关研究成果综述,人体生理学论文

血管重塑机制的相关研究成果综述,人体生理学论文一项纳入全球188个国家卫生统计数据的研究显示，以缺血性心脏病为代表的缺血性疾病还是导致人类死亡的首要病因.腔内治疗及血管旁路移植术[1]是治疗此类疾病的主要手段，这两种方式方法均能获得较好的最近疗效，远期疗效受血管重塑限制。研究报道，以自体静脉行冠状动脉旁路移植术，静脉桥10年闭塞率高达50%,而这一比例在腔内治疗中更高层次.血管内皮细胞、平滑肌细胞表型转化，细胞周[2]期改变及其与炎细胞的交互对话是导致血管重塑的重要机制，本文旨在综述细胞因子、microRNA对血管内皮细胞、平滑肌细胞及炎细胞的调控方式及其作用。1细胞因子与血管重塑很多细胞因子和生长因子介入了血管重塑的构成，如PDGF、NO、TGF1等，它们是血管重塑和血管平滑肌细胞增殖、迁移的重要介质。PDGF是最强的有丝分裂源，主要有三种途径促进细胞增殖。〔1〕通过Ras-Raf-MEK使ERK2/1信号转导途径激[3]活，调控基因表示出和细胞增殖与分泌;〔2〕PDGF激[4]活NF-B,引起c-fos和c-jun的表示出;〔3〕PDGF还可通过磷酸肌-3-激酶/Akt途径上调过氧化物酶增殖激活受体〔peroxisomeproliferator-activatedreceptor,PPAR〕在损伤血管平滑肌细胞的表示出,PPAR能够促[5][6]使细胞增殖.Kenagy等发现，正常对照血管内皮细胞少有PDGF表示出，而在移植后大大增加，讲明了内皮细胞分泌的PDGF主要是由受损的和正在修复的内皮细胞所分泌。并且PDGF的变化在时间上与血管平滑肌细胞增殖活性的变化是相对平行的，这一结果讲明PDGF在血管平滑肌细胞增殖和迁移中起到举足轻重的作用，可能介入并维持血管平滑肌细胞增殖和迁移。NO在血管重塑的发生中也具有重要作用，它通过舒缩血管调节血压及器官血流量，抑制血液成分与内皮细胞黏附。己有实验证明，NO通过特异性激活p42/44有丝分裂原活化蛋白酶，上调p21表示出，抑[7]制血管平滑肌细胞增殖.NO还能够抑制成纤维细胞生长因子，胰岛素生长因子等多种生长因子的作用，这些生长因子在血管重塑的构成中有非常重要[8][8]的作用.Agouni等用微粒子携带shh蛋白注射入小鼠体内，发现shh蛋白能够加速损伤血管内皮的修复，研究其机制发现shh的这种功能是通过上调血管内皮细胞释放NO实现的。参加patched受体的抑制剂siRNA或者cyclopamine〔shh的特异抑制剂〕，这种作用明显减弱。另外，NO在细胞外基质的构成中也有重要的作用，NO能够明显抑制移植静脉壁中透明质酸酶一1〔HAS-1〕的表示出，减轻了血管的收缩性[9]重塑，并通过此作用来抑制血管重塑的构成.TGF1是促进血管重塑构成的又一重要因子，主要通过激活依靠或不依靠smad的途径进行信号转导，调节细胞的增殖、分化。TGF-1是最重要的细胞外基质调节因子，TGF-1通过作用于基因的近端启动子而上调Ⅰ型胶原的表示出，影响损伤血管的重塑经过。新近研究表示清楚，TGF-通路介导血管内皮细胞上皮-间质转化是导致移植静脉重塑[10]的重要机制.2细胞周期调控蛋白与血管重塑细胞增殖的开场依靠于细胞周期的开场，而细胞增殖周期的开场受细胞周期蛋白〔cyclin〕，细胞周期蛋白激酶〔CDK〕细胞周期蛋白激酶抑制剂〔CDKI〕等的调节，需要这些蛋白在时间和空间上互相协调作用来启动细胞周期。华而不实影响G1期的相关基因有c-jun、c-myc、Rb等，影响DNA合成S期的有细胞增殖核抗原等，影响M期的有细胞骨架蛋白等。华而不实G1/S是关键界定点之一。转录因子E2F对G1/S起正调控作用，而Rb、p53、p21、p27及p21上游的p53起负调控作用。腔内血管成形或静脉移植术后，血管平滑肌细胞迁移到血管的内层，由静止状态进入细胞增殖周期，由G1期进入S期要求Cyclin-CDK复合物的激活，在这个经过中CyclinD1-CDK4和CyclinE-CDK2起着重要作用，而p21在Cyclin-CDK复合物组装中起着基本的作用。p21的转录激活能够使G1期生长停止，不能进入S期。静脉移植术后损伤了血管内膜，使得内皮素和AngⅡ生成增加，两者都能够使p21生成减少，导致血管平滑肌细胞由G1期进入S期不受控制，细胞增殖失控，促进血管重塑的发生。Rb蛋白是调节血管平滑肌细胞增殖周期的另一重要因子。Rb蛋白通过与E2F转录因子家族结合构成复和物，导致S期必须的E2F反式激活受抑制，抑制血管平滑肌细胞增殖，促进血管平滑肌细胞的凋亡，而磷酸化的Rb则失去这种抑制作用。静脉移植术后使血管平滑肌细胞中磷酸化Rb增加，导致很多促细[11]胞增殖蛋白激活，促进血管平滑肌细胞增殖.Rb蛋白受CyclinD1-CDK4和CyclinE-CDK2的调节，二者都能使其发生磷酸化而失活。Rb蛋白受CyclinD1-CDK4和CyclinE-CDK2的调节，二者都能使其发生磷酸化而失活。我们用一种不能被cyclinD或者cyclinE调节的RBF-280〔有4个细胞周期素依靠激酶磷RBF〕来研究Rb对细胞增殖周期的作用。他们发如今果蝇视神经细胞的第二次有丝分裂波中，RBF并没有阻滞G1-S的进程，而是阻滞S期DNA合成[12]的完成，进而影响细胞周期.近年来，雷帕霉素涂层支架在血管阻塞性疾病中广泛应用，获得了很好的临床应用效果，研究其机制发现雷帕霉素通过直接抑制Rb的磷酸化，进而影响细胞增殖周期，抑制血管平滑肌细胞的增殖。3microRNAs与血管重塑3.1microRNAs的来源及其作用原理microRNAs是一类长度为20-24nt〔少数小于20nt〕的非编码单链RNA,在人类基因组中，当前已发[13]现有千余种microRNAs介入细胞功能调节.绝大多数microRNAs基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等形式存在于基因间隔区，少数存在于编码蛋白基因的内含子区，处于此区域的基因可被同时转录出mRNA和microRNAs.成熟microRNAs需要通过分别通过Drosha酶和Dicer酶的剪切，首先在RNA聚合酶II的作用下，microRNAs编码基因在细胞核内转录出上千个核苷酸长度的初始microRNAs〔primarymicroRNAs,pri-miR〕，转录产物在Drosha酶的作用下被剪切为约70个核苷酸长度的前体microRNAs〔precursormiR,pre-miR〕，后者在Ran-GTP依靠的核质/细胞质转运蛋白Exportin5的作用下转移至细胞质，再在Dicer酶的作用下剪切为21-25个核苷酸长度的双链microRNAs,华而不实一条为引导链，一条为乘客链；引导链与RNA诱导的基因沉默复合物〔RNA-inducedsilencingcomplex,RISC〕结合，避免microRNAs降解，而绝大多数乘客链解螺旋后降解。成熟的microRNAs的5端与靶mRNA的3-UTR特异性结合，通过阻断帽依靠性翻译，进而阻滞了核糖体的[14,15]招募和延伸，即阻断mRNA翻译经过;可以通过[14]促进脱腺苷酸化进行脱帽，导致靶mRNA降解.3.2microRNAs调控细胞表型转换介入血管重塑血管平滑肌可根据周遭环境不同，进行收缩型与合成型的表型互相转换，华而不实由收缩型向合成型[16]转换是血管重塑的重要标志.miR-143和miR-145由一个双顺反子基因簇编码，miR-143/145簇能够作用于SM-actin上游启动子区CArG调控元件而启动SM-actin基因的转录，可以激活平滑肌特异[17]性转录因子Myocd,促进细胞向合成型转换;同时，miR-143/145簇可通过Jag-1/Notch通路促进血清[18]反响因子的表示出,转染miR-145可诱导胚胎干细胞[19]向血管平滑肌分化;尽管miR-145作用靶点甚多，但miR-145能够被miR-143抑制。有趣的是miR-143/145作用于血管平滑肌细胞却不来源于此，[20]Hergenreider等发现其是在剪切力作用下在血管内皮产生，然后通过囊泡的方式传递到血管平滑肌细胞，这在一定程度解释了在如移植静脉等血管内皮完好的血管仍会发生血管重塑的原因。3.3microRNAs调控炎性反响介入血管重塑miR-155由B细胞整合簇〔B-cellIntegrationCluster,BIC〕编码，在血管内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞等均有表示出，主要介入免疫及炎症反响。在血管平滑肌细胞及血管内皮细胞中，miR-[21]155表示出随剪切力增高而上调.巨噬细胞、树突状细胞等炎细胞向受损血管壁浸润是血管重塑的特征之一，Toll样受体配体通过骨髓分化初反响蛋白88〔myeloiddifferentiationprimaryresponsegene,[22]MyD88〕或IFN-通路上调miR-155;运用脂多糖[23]刺激，亦观察到miR-155上调.通过与SMAD2结合，miR-155也通过TGF-通路调节巨噬细胞介入炎症反响，miR-155高表示出可减少磷酸化SMAD2,进而释放了TGF-/SMAD2通路的下游因子，如IL-[24]1等，进而促进了炎性反响.运用miR-155缺陷的Apoe-/-小鼠建立颈动脉结扎血管重塑模型发现，敲减miR-155后血管损伤减轻，且在损伤部位发现未[25]成熟的巨噬细胞，同时也抑制了NF-B的作用.3.4microRNAs调控细胞增殖介入血管重塑miR-17-92前体基因一共编码了6种microRNA,即：miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b、miR-92a,根据种子区特征可将其分为3个家族.即:miR-17家族〔miR-17、miR-18、miR-20〕，miR-19家族〔miR-19a、miR-19b〕和miR-[26]92家族.miR-17-92簇可调节E2F3,miR-17可调节E2F1,当涡流构成时，miR-17、miR-20a、miR-92a下调，此时E2F释放，前文已述E2F对G1/S起正调[27,28][29]控作用，故cyclinD1表示出，细胞增殖.而Chen等发现，在血流为平流时，miR-101在血管内皮细胞中上调，将mTOR靶向沉默，mTOR的主要功能使加速G1/S期转导，加速细胞增殖，当miR-101上调时，这一作用被取消。结束语血管重塑是改善缺血性疾病治疗预后的瓶颈，其病理生理经过复杂，即有分子生物学改变，亦有血流动力学作用，难以通过调控某个单一因子获得良好疗效，增加干涉靶点又可能诱发显着副反响.microRNAs是内源性的非编码RNA,一个microRNAs通常可与多个靶基因结合，因而通过调控microRNAs可实现多靶点控制，尤其是基因簇，其通常能构成网络调控形式。因而，强化此类研究不仅能解开疾病的奥秘，也有可能成为一种愈加优化的治疗手段。【以下为参考文献】[1]CollaboratorsGMAC.Global,regional,andnationalage-sexspecificall-causeandcause-specificmortalityfor240causesofdeath,1990-2020:asystematicanalysisfortheGlobalBurdenofDiseaseStudy2020[J].Lancet,2021,385〔9963〕：117-171.[2]ParangP,AroraR.Coronaryveingraftdisease:pathogenesisandprevention[J].CanJCardiol,2018,25〔2〕：e57-e62.[3]NibaET,NagayaH,KannoT,etal.CrosstalkbetweenPI3kinase/PDK1/Akt/Rac1andRas/Raf/MEK/ERKpathwaysdownstreamPDGFreceptor[J].CellPhy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