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血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)与血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)之间的信息交流,在动脉粥样硬化等心血管疾病发生和发展的过程中具有至关重要的作用,而血管重建(remodeling)是心血管疾病共同的发病基础和基本的病理过程。本实验室前期研究结果显示,低切应力(low shear stress,LowSS)诱导ECs合成和分泌多种生物活性物质,其中包括血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB),PDGF-BB通过旁分泌机制作用于VSMCs,调控其增殖功能,从而诱导血管重建的发生。 近来研究表明,部分microRNAs(miRs),如miR-1和miR-34a在心血管组织中特异性表达,并在心血管疾病发生发展过程中具有不可替代的作用。然而,miR-1和miR-34a是否参与上述过程及其机制目前尚不清楚。基于此,本文探讨了不同切应力条件下ECs合成分泌的PDGF-BB对 VSMCs的miRs表达的影响,以及在调控VSMCs增殖中的可能分子机制。 应用细胞联合培养平行平板流动腔系统对与 VSMCs联合培养的ECs施加15 dyn/cm2的正常切应力(normal shear stress,NSS)和5 dyn/cm2的LowSS,加载时间为12 h;Western blotting检测联合培养 VSMCs的细胞核增殖抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)蛋白表达,以此反映细胞增殖能力;Real-time PCR检测联合培养ECs的PDGF-BB以及VSMCs的miR-1和miR-34a的表达变化;通过TargetScan、miRWalk等网站分别预测miR-1和miR-34a的下游靶蛋白;Western blotting检测联合培养VSMCs的miR-1下游靶蛋白-锌指转录因子4(kruppel-like factor4,Klf4)和miR-34a的下游靶蛋白-叉头蛋白家族转录因子J2(forkhead box j2,Foxj2)的表达变化;静态条件下应用PDGF-BB重组蛋白刺激体外培养的大鼠VSMCs12 h,Western blotting检测Klf4、Foxj2和PCNA的表达变化,Real-time PCR检测VSMCs的miR-1和miR-34a表达变化;最后通过转染实验,分别上调和抑制VSMCs的miR-1和miR-34a表达,Western blotting检测相应靶蛋白和PCNA的表达变化,验证miR-1对Klf4以及miR-34a对Foxj2的负调控作用。 结果显示:①与 NSS相比,LowSS促进了联合培养 ECs的PDGF-BB表达以及联合培养VSMCs的PCNA表达;② PDGF-BB重组蛋白刺激VSMCs,引起VSMCs的PCNA表达升高,促进VSMCs增殖;③通过TargetScan和miRWalk等网站预测miR-1的下游靶蛋白为Klf4,miR-34a的下游靶蛋白为Foxj2;④用PDGF-BB重组蛋白刺激VSMCs,VSMCs的miR-1表达显著下调,Klf4表达升高;miR-34a表达显著上升,Foxj2表达降低;⑤上调VSMCs的miR-1和miR-34a表达水平,Klf4和Foxj2的表达均降低,抑制 VSMCs的miR-1和miR-34a表达,Klf4和Foxj2的表达均上调,且PCNA的表达也发生相应的变化;⑥与NSS相比,LowSS导致联合培养VSMCs的miR-1表达显著下调,靶蛋白 Klf4表达升高,miR-34a表达显著上调,靶蛋白Foxj2表达降低。 上述结果表明,LowSS促进ECs分泌PDGF-BB作用于相邻的VSMCs,通过调控VSMCs的miR-1/Klf4以及miR-34a/Foxj2促进VSMCs的增殖。