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研究表明,血流切应力变化是影响血管重建的重要因素,与动脉粥样硬化的发生、发展密切相关。血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)直接承载血流切应力刺激,并通过细胞间相互作用影响血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)。研究ECs与VSMCs间的相互交流,以及切应力下的细胞功能变化,有助于阐明血管重建的力学生物学机制。 我们通过前期蛋白质组学的工作,得到了15 dyn/cm2正常切应力(normal shear stress,NSS)和5 dyn/cm2低切应力(low shear stress,LowSS)条件下体外培养的血管组织差异表达的蛋白质谱。对比发现,活化激酶C1受体(receptor for activated C kinase1,RACK1)在LowSS作用下的血管组织中呈高表达,提示 RACK1可能参与了LowSS诱导的血管重建。 本文应用ECs/VSMCs联合的培养流动腔系统,检测静态(static)、NSS和LowSS条件下联合培养大鼠ECs和VSMCs表达RACK1及Akt磷酸化水平。同时,为探讨应力调控的上述变化是通过 ECs与VSMCs的直接接触或是通过旁分泌作用,本文设计了ECs//VSMCs隔开培养的体系,同样检测静态、NSS和LowSS条件下ECs和VSMCs的RACK1表达状况及Akt磷酸化水平。此外,本文还在静态条件下,应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术特异性抑制VSMCs内RACK1表达,探讨RACK1对细胞凋亡和Akt磷酸化水平的作用。 结果显示:①切应力与VSMCs对ECs的RACK1表达均无显著影响;② LowSS与细胞直接接触共同诱导VSMCs表达RACK1,NSS、LowSS与旁分泌共同阻遏VSMCs表达RACK1;③ NSS和LowSS都可能抑制ECs的Akt磷酸化;④旁分泌参与NSS对VSMCs的Akt磷酸化的促进作用;⑤抑制VSMCs的RACK1表达下调细胞凋亡和caspase-3表达,上调Akt磷酸化。 上述结果表明,LowSS条件下,ECs通过直接接触作用诱导VSMCs的RACK1表达;切应力对ECs与VSMCs的Akt磷酸化水平的诱导作用不同,NSS和LowSS均抑制ECs的Akt磷酸化,但NSS的抑制作用更强,而NSS则促进VSMCs的Akt磷酸化;RACK1可能通过PI3K/Akt信号通路参与切应力对细胞凋亡的调控。结果提示,ECs与VSMCs之间的相互接触和联系,对维持血管的正常结构与功能的稳定有重要作用。