小分子非编码piRNA-ADPIR调控血管平滑肌细胞和主动脉夹层的作用及机制

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目的人主动脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)的病理性增殖、迁移和表型转换是心血管疾病发生的主要病因。研究表明,主动脉夹层(aortic dissection)作为对人类危害最严重的心血管疾病之一,与VSMC的功能异常密切相关。Piwi-interacting RNAs(piRNAs)近年来受到研究者的广泛关注,并证明在包括心血管等多种疾病中发挥潜在的调控作用。但是,迄今为止,尚未有研究证明piRNA可以通过介导VSMC的功能调控主动脉夹层的发生发展。本课题将研究piRNAADPIR与主动脉夹层的临床相关性,验证piRNA-ADPIR是否参与调节VSMC的增殖、迁移和表型转换等相关功能和分子机制,最后在动物水平探明靶向piRNAADPIR对主动脉夹层的治疗作用。该研究将为主动脉夹层的诊断和治疗提供新靶标和新思路。方法通过实时荧光定量(Real-Time Quantitative Reverse Transcription PCR,q RT-PCR)分别检测piRNA-ADPIR在主动脉夹层患者动脉组织样本和健康动脉组织中的表达情况,之后进一步检测小鼠主动脉夹层模型中piRNA-ADPIR表达水平并验证是否与临床样本结果一致;采用荧光原位杂交实验(Fluorescence in situ hybridization Assay,FISH)检测临床组织样本中piRNA-ADPIR的表达量和在VSMC细胞中的定位;合成并验证piRNA-ADPIR敲低和过表达载体;划痕实验和transwell实验验证piRNA-ADPIR对VSMC迁移的影响;CCK-8实验和Ed U实验检测piRNAADPIR对VSMC增殖的调控;q RT-PCR和western blot实验分别检测其对增殖和表型转换标记物在转录和翻译水平的作用;另外,通过生物信息学分析和分子生物学实验进一步筛选和验证piRNA-ADPIR的下游靶标;最后,构建小鼠体内主动脉夹层模型,明确靶向piRNA-ADPIR对主动脉夹层的治疗作用。结果与对照组相比,piRNA-ADPIR在主动脉夹层患者和小鼠主动脉夹层动脉样本中表达均显著升高,说明piRNA-ADPIR可能参与血管损伤和主动脉夹层的发生发展;对临床组动脉组织样本进行检测后明确了piRNA-ADPIR在动脉组织的中膜含量最多,说明piRNA-ADPIR可能主要是通过调控VSMC功能来影响主动脉夹层的进展;细胞水平模拟病理条件刺激,当尼古丁刺激时,piRNA-ADPIR表达量升高,与体内实验趋势一致;随后,我们发现,当抑制内源性piRNA-ADPIR表达时,VSMC的迁移、增殖以及表型转换能力相对于对照组均明显降低;与此同时,当过表达piRNA-ADPIR时,VSMC的迁移、增殖和表型转换显著升高;机制方面,我们发现piRNA-ADPIR可以直接靶向组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase 1,HDAC1)的3’UTR区域,并负向调控HDAC1的表达,进而调控了VSMC的功能;最后,动物实验证实靶向敲低体内piRNA-ADPIR的表达可以对主动脉夹层具有显著的治疗作用。结论本研究首次证明了piRNA-ADPIR通过靶向HDAC1调控VSMC的功能和主动脉夹层的发生发展,为主动脉夹层和其他与VSMC功能异常相关的血管疾病的诊断和治疗提供了新的靶点和研究思路。
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