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如何保障孕产妇健康及胎儿健康、有效地降低孕产妇及围产儿的死亡率是国内外妇产科医生长期不懈努力的目标。在孕期母体疾病中,子痫前期无论是在发达国家还是发展中国家,均为孕妇及围产儿死亡的主要原因之一,但目前对于子痫前期的发生机制仍未完全明确,一氧化氮(NO)/环鸟苷酸(cGMP)通道是较被认可导致子痫前期的机制通道之一。深入NO/cGMP通道对血管平滑肌细胞调控的影响研究,有助于子痫前期及其并发症,甚至非妊娠期高血压疾病机制及治疗的研究。 目前基于NO/cGMP通道的子痫前期研究或妊娠疾病的相关研究,多集中于NO及cGMP中,对通道的下游的研究较少。因此,本研究以一氧化氮(NO)/环鸟苷酸(cGMP)/cGMP依赖蛋白激酶I(PKGI)通道为立足点,主要对NO/cGMP通道的下游cGMP依赖蛋白激酶I(PKGI)进行研究。从基础科学的角度出发,研究血管平滑肌中,PKGI如何进入细胞核内,以及其如何调控血管平滑肌细胞分化表型,即深入研究细胞核内PKGI片段——PKGIγ中编码核定位序列对PKGIγ细胞核内定位及其功能调控,此研究是为今后进一步研究子痫前期等妊娠相关疾病的发生机制奠定科学基础,并能为今后其他基于NO/cGMP/PKGI通道的相关疾病进行研究奠定科学依据及理论基础 cGMP依赖蛋白激酶I(PKGI)在调控cGMP介导的血管平滑肌细胞表型中起着重要的作用。虽然相关研究显示在血管平滑肌细胞上,PKGI核定位控制了cGMP对基因表达的调控,但是对于调控PKGI核定位的机制及其对细胞表型的调控作用仍是不清楚。而且前期研究发现在细胞核内并没有全长的PKGI,只探测到含有PKGI催化区的碳段片段—PKGIγ。因此,本研究主要对PKGI水解后迁移到细胞核内片段—PKGIγ中的核定位序列(NLS)的特征进行研究。应用免疫荧光的方法检测到NLS调控了PKGIγ的核内定位。并利用基于CREB KID的生物感受器及荧光寿命时间成像技术(FLIM)检测到NLS对PKGIγ细胞核内功能的调控。另外,本研究应用带有荧光蛋白标记的双顺反子质粒去检测在转染的血管平滑肌细胞中,PKGIγ表达对细胞分化的影响。 【实验目的】 1.检测PKGIγ的编码核定位序列是否决定了PKGIγ核内定位。 2.检测核定位序列是否对PKGIγ的功能调控,即检测核定位序列是否调控 PKGIγ对细胞核内CREB生物感受器的激活。以及检测PKGIγ对CREB生物感受器激活的机制。 3.检测核定位序列对PKGIγ定位的调控是否影响血管平滑肌细胞的分化。 【实验方法、结果】 1.构建PKGIγ及PKGIγ-ΔNLS质粒模型,并在不同细胞系上外源性表达,应用免疫荧光的方法,使用荧光共聚焦显微镜检测两者在细胞中的表达。 2.利用FLIM-FRET原理,应用CREB生物感受器和荧光寿命时间成像技术检测在BHK细胞上和大鼠主动脉平滑肌细胞上NLS介导的PKGIγ功能的情况。 3.应用带荧光蛋白标记的双顺反子质粒及流式检测的方法,检测NLS介导PKGIγ对血管平滑肌细胞分化的影响。 【结果】 1. PKGIγ含有一细胞核定位序列,其调控PKGIγ的核内定位。 2.通过CREB生物感受器进行检测可见,在BHK细胞上,只有细胞核内PKGIγ调控CREB磷酸化。但在大鼠主动脉平滑肌细胞上,部分PKGIγ激活MAPK通道也可以调控CREB。而PKGIγ激活细胞核内CREB是PKGIγ激酶活性所致,其作用位点在S133,而且此磷酸化过程无需PKA。 3.虽然在血管平滑肌细胞中,在细胞浆中的PKGIγ能通过MAPK而激活CREB,但只有细胞核内PKGIγ调控血管平滑肌细胞的分化。 【结论】 1.本研究第一次明确了在血管平滑肌细胞中,一个PKGIγ的重要的激活激酶片段—NLS,其在PKGIγ调控细胞核信号通道及平滑肌表型中其重要作用。 2.本研究的意义在于其显示虽然在平滑肌细胞上,PKGIγ可通过细胞核内通道或细胞浆内通道调控细胞核内信号通道,但是PKGIγ的核内定位对调控平滑肌细胞表型上起着重要的作用。 3.本研究利用核内定位的CREB生物感受器和FRET-FILM技术检测PKGIγ功能和带有荧光蛋白标记的双顺反子质粒检测PKGIγ对细胞表型的影响,这对今后相关研究提供新的检测方法。