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血管重建(remodeling,重塑或重构)是高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病共同的发病基础和基本的病理过程,表现为血管平滑肌细胞增殖、凋亡、迁移和细胞外基质成分变化。研究显示,低切应力在动脉粥样硬化血管重建发生、发展中起重要作用,然而其分子机制仍未阐明。本文应用血管应力培养系统,控制培养血管入口端压力为100 mmHg,血管内培养液流动方式为定常流,分别在正常切应力(15 dyn/cm~2)和低切应力(5 dyn/cm~2)条件下离体培养大鼠胸主动脉。之后,应用双向凝胶电泳(2-DE)方法,分离正常切应力与低切应力条件下培养血管的总蛋白,并应用ImageMaster软件对2-DE图谱进行定性和定量匹配分析。结果显示,低切应力培养血管与正常切应力培养血管之间共有78个差异表达的蛋白质点(组间3个不同个体蛋白质点灰度值均值相差≥两倍),其中69个点在低切应力组高表达,9个点在正常切应力组高表达。应用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱技术,使其中43个蛋白质点得到确认,其中8个点在正常切应力培养血管高表达,35个在低切应力培养血管高表达。这些蛋白质点按照其功能可分为7类:(1)细胞骨架及其调控蛋白,如beta actin,alpha actin,transgelin,caponin H2等;(2)细胞外基质及其调控蛋白,如col- lagenⅢ,procollage typeⅠ,osteoglycin,lysyl oxidase等;(3)细胞内信号转导分子,如Rho GDP dissocia- tion inhibitor alpha,guanine nucleotide binding protein,RAB28,annexin A4等;(4)参与细胞能量代谢的酶,如pyruvate dehydrogenase beta,phosphoglycerate kinase,malate dehydrogenase等;(5)参与DNA损伤修复的酶,如lamin A,lamin A isoform C2,tetratricopeptide repeat protein等;(6)参与泛素降解的蛋白,如Ankyrin repeat and SOCS box protein 1;(7)一些在血管壁细胞内功能尚不明确的蛋白,如hypothetical protein,zinc finger protein 665等。结果表明,低切应力可以激活血管壁细胞内多条信号转导通路,引起培养血管细胞外基质成分变化,促进血管平滑肌细胞向合成表型转化,同时还提高了血管壁细胞代谢水平,并促进血管壁细胞DNA损伤和蛋白质降解,从而诱导血管重建。上述研究为进一步深入寻找心血管疾病防治的潜在新靶标或生物标记物提供了力学生物学路径和基础。