LRRC8A在血管新生中的作用及其机制

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[背景]急性心肌梗死(Myocardial infarction,MI)是全球的重大公共卫生问题之一,其患病率和死亡率超过心血管疾病的20%。目前,临床MI主要治疗手段为即刻血运重建(主要包括溶栓、介入和外科搭桥),旨在开通闭塞血管,挽救濒临坏死心肌;现在的观点认为,促进MI后的心肌血管新生,重建冠脉微循环,是治疗缺血性心脏病的一种有前景的方式。MI血管新生的主要病理生理过程涉及内皮细胞的迁移、增殖和管道化等步骤。细胞的增殖、迁移、凋亡等过程与细胞体积大小的变化相关,而容量调节性阴离子通道(Volume regulated anion channel,VRAC)作为一种感应细胞体积变化的感受器,在上述生理过程中发挥重要调控作用。富含亮氨酸重复蛋白8A(Leucine Rich Repeat Containing Protein 8A,LRRC8A)是VRAC发挥功能的核心组分,但其在血管新生中的作用尚不清楚。[目的]探索LRRC8A对血管新生的影响以及潜在的分子机制。[方法]在细胞水平,利用VRAC相对特异性的抑制剂DCPIB、特异性siRNA、低浓度褪黑激素(Melatonin,MT)和外源性重组蛋白hVEGF-165处理人的脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs),检测LRRC8A蛋白表达;通过HUVECs增殖、迁移、成环实验和其他分子生物学方法明确LRRC8A对血管新生的影响及潜在的分子机制;在整体动物水平,构建小鼠后肢缺血模型和急性心肌梗死两种动物模型,利用激光多普勒灌流成像、超声心动图和免疫荧光染色等实验方法进一步明确LRRC8A对血管新生的影响。[结果]与对照组相比,VRAC相对特异性的抑制剂DCPIB和siRNA均能明显抑制HUVECs LRRC8A蛋白表达,同时能抑制HUVECs的增殖、迁移和成环;而hVEGF-165和低浓度MT不仅能促进HUVECs LRRC8A的蛋白表达,而且还能通过激活LRRC8A-VEGFR2信号通路复合体增加下游通路蛋白Erk、Stat3的磷酸化以及CyclinD1、PCNA、RhoA的表达,进而促进HUVECs的增殖、迁移和成环。整体动物水平的结果表明,药物性上调LRRC8A不仅可以促进小鼠缺血后肢的血运重建,也可以通过促进心梗区再血管化进而改善急性MI小鼠心功能;而DCPIB可以通过抑制LRRC8A进而恶化小鼠后肢缺血损伤和心梗后小鼠心脏功能。[结论]内皮细胞LRRC8A与VEGFR2形成信号通路复合体,调节下游信号蛋白Erk、Stat3的磷酸化以及PCNA、RhoA、cyclinD1的表达,促进小鼠组织损伤后的血管新生。。
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