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血管平滑肌细胞(VSMC)是构成血管壁的主要细胞类型,对维持血管形态和功能,保持血压的稳定起重要作用。在正常的血管中,VSMC大多维持在收缩静止形态,高表达平滑肌细胞特异性收缩标记物(Marker),例如平滑肌22kd钙结合蛋白(SM22ɑ),血清响应因子(SRF),肌球蛋白重链11(MYH-11)等。但当血管受损或受到病理生理因子的刺激时,VSMC就会发生表型转化,由收缩静止形态(分化表型)向增殖合成形态(去分化表型)转化,VSMC的增殖、迁移能力变强,相应的平滑肌细胞特异性收缩Marker表达水平下降。血管性疾病的发生,例如高血压,动脉粥样硬化,肺动脉高压,术后再狭窄等都伴随着VSMC表型的转化。通过阅读文献发现,FHF亚家族的研究更多的是集中在神经系统,心脏和肿瘤发生的方面,在血管系统的研究较少。FGF12近期被发现可以维持VSMC的收缩静止表型,并且会抑制由颈动脉损伤模型所引起的内膜增厚现象,可以作为临床动脉粥样硬化等血管性疾病的潜在治疗靶点。FGF13与FGF12属于同种亚家族,我们猜测其也会对血管系统和VSMC的表型转换产生一定影响。为了验证这一猜想,我们在动物模型和细胞水平上分别进行了初步的探索。第一部分血管平滑肌细胞特异性敲除FGF13对小鼠血压和血管结构的影响目的:制备并利用血管平滑肌细胞特异性敲除FGF13小鼠研究FGF13的缺失对血压和血管结构的影响。方法:(1)通过FGF13-loxp小鼠与Tagln-Cre小鼠交配繁殖得到血管平滑肌细胞特异性敲除FGF13小鼠,并利用PCR和qPCR技术对敲除小鼠进行鉴定和验证FGF13敲除效率。(2)利用无创尾套法和颈动脉插管法对小鼠血压进行测量,观察敲除FGF13之后对血压的影响。(3)利用多普勒超声技术进行血管超声,检测血管血流速和血管壁厚度相关指标,观察敲除FGF13之后对血管结构的影响。结果:1.成功获得血管平滑肌特异性敲除FGF13小鼠,qPCR结果显示FGF13在敲除小鼠中显著降低,提示敲除效果良好。2.无创尾套法显示,血管平滑肌细胞特异性敲除FGF13小鼠(KO)与对照组小鼠(WT、Cre、FGF13+/-)相比,收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、脉压差(PP)均明显增高;颈动脉插管显示,KO小鼠与WT小鼠相比,SBP、DBP、MAP均明显增高。3.多普勒血管超声提示,在生理条件下,KO小鼠与WT小鼠相比,血流速相关指标(血流速度积分VTI、平均血流速mean Vel)和血管壁厚相关指标(舒张血管内径Ao Diam(d)、收缩血管内径Ao Diam(s)、壁厚Depth)没有明显变化。结论:敲除血管平滑肌细胞FGF13可明显升高小鼠血压;敲除血管平滑肌细胞FGF13并不影响小鼠生理状态下血管结构。第二部分FGF13对VSMC表型转化的影响目的:在细胞水平上探究FGF13对VSMC表型转化的影响,并且观察过表达和敲低FGF13之后对VSMC的增殖、迁移能力的影响。方法:(1)利用组织贴块法培养SD大鼠原代VSMC。(2)利用qPCR技术检测KO小鼠,WT小鼠中血管平滑肌细胞特异性收缩Marker(SM22ɑ、MYH-11)的表达情况;利用qPCR技术检测SD大鼠VSMC中分别过表达和敲低FGF13对血管平滑肌细胞特异性收缩Marker(SM22ɑ、SRF)的表达情况。(3)利用MTS试剂盒检测PDGB-BB最佳刺激浓度,检测VSMC在PDGF-BB的刺激下FGF13表达水平的变化,并检测相关特异性收Marker的表达变化。(4)利用MTS增殖实验检测过表达和敲低FGF13对VSMC的增殖能力的影响。(5)利用细胞划痕实验检测过表达和敲低FGF13对VSMC的迁移能力的影响,利用western blot和qPCR技术验证过表达效率,利用qPCR技术验证敲低效率。结果:1.VSMC培养至7天左右,从血管组织块中大约爬出80%,记为P0,细胞生长状况良好,继续传代,可见VSMC典型的“谷-峰”生长状态,记为P3,取细胞的3-5代进行后续实验。2.qPCR结果显示,KO小鼠与WT小鼠相比,SM22ɑ表达含量显著降低,MYH-11的表达无明显影响;VSMC过表达FGF13(FGF13-OE)组与空载体(Vector)组相比,SM22ɑ表达水平显著增高,SRF的表达含量无明显影响;VSMC敲低FGF13(FGF13-KD)组与Vector组相比,SM22ɑ的表达水平显著降低,SRF的表达水平无明显影响。3.利用MTS实验,检测出最佳PDGF-BB的浓度为30ng/ml,qPCR结果显示,FGF13在PDGF-BB的刺激下表达显著降低,血管平滑肌细胞特异性收缩Marker(SM22ɑ、SRF)表达显著降低。4.MTS细胞增殖实验结果显示,过表达FGF13显著抑制由PDGF-BB诱导的VSMC的增殖能力,敲低FGF13显著提高由PDGF-BB诱导的VSMC增殖能力。5.细胞划痕实验结果提示,与Control和Vector组相比,过表达FGF13显著抑制VSMC的伤口愈合能力;与Vector组相比,敲低FGF13显著增强细胞伤口愈合能力。结论:敲低FGF13促使VSMC由收缩静止形态向增殖合成形态转变;在VSMC增殖期,FGF13的表达水平显著降低;FGF13会调节VSMC的增殖和迁移。