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低剪切力下调PPAR信号通路参与BALB/c小鼠局部血管早期病变的实验研究
目的:研究局部血流低剪切力对BALB/c小鼠局部血管内皮细胞损伤及平滑肌细胞增殖的影响及其分子机制.方法:以左侧颈总动脉套管植入术造成局部血流剪切力变化.30只雄性BALB/c小鼠随机分为假手术组(n=10,普通饮食)、模型1组(n=10,套管植入术+普通饮食)、模型2组(n=10,套管植入术+高脂饮食).术后喂养8周,监测小鼠体重,颈总动脉超声测量术后3d和术后8周左、右颈总动脉血流峰值、血管舒张末内径及剪切力变化,检测血脂水平,HE染色观察颈总动脉病理形态学变化,测量血管中膜厚度,透射电镜观测颈总动脉内皮细胞、内皮下超微结构.芯片比较小鼠低剪切力区与自身正常剪切力区血管段基因表达谱变化,GO及KEGG信号通路分析与细胞迁移及增殖相关基因和信号通路的变化并行实时定量PCR(quantificational real time-polymerase chain reaction,QRT-PCR)验证.结果:与假手术组相比,模型1组小鼠术后8周体重及血脂均无明显差异(P＞0.05),模型2组小鼠术后8周体重增加明显,总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平均升高(P＜0.05).模型1、2组左侧颈总动脉套管近心端呈低剪切力变化,HE染色可见内皮细胞不同程度损伤,血管中膜增厚,无脂纹和斑块形成;电镜下可见有不同程度的内皮细胞空泡化形成,内皮下未见脂质空泡和脂滴堆积.合并高脂喂养加强了低剪切力导致的血管病变.芯片检测提示与自身正常剪切力血管段相比,低剪切力血管段标本呈现miR-27a上调(＞2倍),PPAR信号通路下调,MAPK、TGF-β、PI3K/Akt及NF-κB信号通路上调,包括TGFB2、END1、CTGF等促细胞迁移及(或)增殖的基因上调＞2.0倍.QRT-PCR验证结果显示:相比于自身正常血管段,在低剪切力血管段中PPARG下调0.14倍,TGFB2和EDN1分别上调2.51倍和1.83倍,差异有统计学意义(P＜ 0.05,n=4),与基因芯片结果相符.结论:BALB/c小鼠颈总动脉套管植入术后8周,与正常剪切力血管段相比,低剪切力血管段局部见内皮细胞损伤及中膜增厚,提示局部低剪切力变化是血管动脉粥样硬化早期病变的因素,可能与其血管壁局部PPAR信号通路下调后引起的促细胞增殖、迁移相关基因表达及信号通路激活有关.
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低剪切力通过激活Akt信号和增加活性氧簇诱导人血管内皮细胞凋亡
目的 探讨低剪切力(LSS)对人血管内皮细胞(ECs)凋亡的影响.方法 平行板流室对体外培养的ECs施加2 dyne/cm2LSS 120min,观察施加LSS前后ECs凋亡及活性氧簇的变化,并观察施加LSS后不同时间点(0,5,15,30,60,120 min)Akt激酶活性变化.细胞凋亡采用形态学变化、DAPI染色和TUNEL方法检测.细胞内活性氧簇采用dihydroethidium和mitoSOX检测.Western blot检测Akt激酶活性.结果 施加2 dyne/cm2 LSS后120 min,ECs脱落并出现凋亡.施加LSS后不同时间点Akt Ser473和Thr308位点活性增加,2dyne/cm2 LSS作用120min后ECs线粒体及胞浆水平活性氧簇产生增加.结论 Akt活化与活性氧簇积累参与LSS诱导的EC凋亡.
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整合素介导低剪切力诱导的肝癌细胞迁移
低剪切力是肿瘤体内微环境的组成部分,是调控肿瘤细胞迁移、侵袭的重要因素.作为细胞膜表面受体,整合素(integrin)不仅介导细胞与细胞外基质之间的黏附,而且作为细胞的重要力学感受器起到整合细胞内的力学、化学信号的作用.本研究的目的是探讨低剪切力引起肝癌细胞整合素的变化及其对肝癌细胞迁移的影响.采用低剪切力(1.4 dyn/cm2)作用于肝癌HepG2细胞,划痕法测定在0、1、2、4h细胞的迁移情况,F-actin染色观察低剪切力作用2h和4h后细胞骨架的变化,Western blot测定integrin α亚基在瞬时(15 s和30 s)、短时(5、15和30min)和长时(1、2和4 h)的表达规律.结果表明:与对照组比较,低剪切力刺激HepG2细胞后,细胞迁移距离显著增加,应力纤维丝排列规则,integrin α亚基在不同的时间点的表达呈现出时序性的差异,提示integrin的不同亚基在剪切力诱导肝癌细胞迁移中具有不同的调控作用.
