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切应力条件下血管内皮细胞与平滑肌细胞间的信息交流

姜宗来  齐颖新  
【摘要】:目的血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)和血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)是血管壁的主要细胞成分。ECs的管腔面与血流直接接触,受到流体切应力的作用,其基底面又与VSMCs相邻,ECs和VSMCs相互作用,是维持血管功能稳态的重要因素。本文关注在低切应力(low shear stress,LowSS)诱导血管重建(remodeling)中,ECs与VSMCs间信息交流(cross-talk)的力学生物学(mechanobiology)机制。方法应用ECs/VSMCs联合培养平行平板流动腔系统,在ECs侧施加15 dyn/cm~2的正常切应力(normal shear stress,NSS)和5 dyn/cm~2的LowSS。应用Transwell检测细胞迁移,BrdU ELISA检测细胞增殖;ELISA分别检测ECs侧和VSMCs侧培养液中血小板源性生长因子(PDGF-BB)和转化生长因子β1(TGFβ1)含量;western blotting分别检测ECs和VSMCs的Lamin A、LOX和p-ERK1/2表达;用PDGF-BB和TGFβ1重组蛋白,分别刺激静态条件下单独培养的ECs和VSMCs。应用RNA干扰分别抑制ECs内PDGF-BB和TGFβ1表达,之后再与VSMCs联合培养并施加LowSS。分别应用PDGF-BB和TGFβ1的封闭性抗体孵育VSMCs,之后加载LowSS,以封闭VSMCs合成和释放的PDGF-BB和TGFβ1的生物活性。结果 LowSS首先作用于ECs,增加其合成、释放PDGF-BB和TGFβ1,而增加的PDGF-BB和TGFβ1具有不同生物功能。ECs释放的PDGF-BB可能参与了自身增殖、迁移以及细胞内多种信号转导分子的调控;同时,可能通过旁分泌作用调节与其相邻VSMCs的PDGF-BB和TGFβ1的合成,细胞增殖、迁移以及多种细胞内信号转导分子激活。ECs释放的TGFβ1可能参与了自身增殖、迁移能力的调控,对与其相邻的VSMCs无明显作用。此外,VSMCs合成、释放的PDGF-BB和TGFβ1,可能通过旁分泌作用反馈调节ECs功能。结论本文结果揭示了在切应力调控血管重建这一复杂过程中,血管细胞-细胞间信息交流中PDGF-BB和TGFβ1的不同作用机制,对阐明LowSS诱导心血管疾病的发生发展机制研究有重要意义。

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