受TGF-β調(diào)節(jié)的microRNA在內(nèi)皮細(xì)胞中的功能及機(jī)制研究.pdf

1、TGF-β(Transforming growth factor-β)信號通路對生理和病理情況下的血管形成過程都發(fā)揮重要的作用。人類的一種常染色體疾病,遺傳性出血性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥(hereditary hemorrhagic telangiectasia,HHT),被發(fā)現(xiàn)主要是由于TGF-β通路分子突變引起的。對基因敲除小鼠的研究也證實無論是這個信號通路的配體,如TGF-β1;受體,如TGF-βII型受體(TβRII),TGF-βI型受

2、體activin受體樣激酶(activin receptor-likek inase1,ALK1),III型受體endoglin;或胞內(nèi)信號介導(dǎo)者如Smad1、Smad4,、Smad5敲除以后小鼠都會由于嚴(yán)重的血管缺陷死于胚胎期。TGF-β可以直接調(diào)節(jié)參與血管形成的效應(yīng)分子的表達(dá),比如一些胞外基質(zhì)相關(guān)分子。我們之前的工作通過對小鼠模型的研究,發(fā)現(xiàn)Smad4可以和Notch信號通路共同調(diào)節(jié)黏附分子N-cadherin的轉(zhuǎn)錄,影響內(nèi)皮細(xì)胞和

3、周細(xì)胞的黏附,從而影響血管的成熟與穩(wěn)定。然而,要全面理解TGF-β調(diào)節(jié)血管形成的分子機(jī)制仍需要深入的研究。
　　microRNAs(miRNA)是一類18-25堿基的非編碼小RNA,可以通過抑制翻譯或促進(jìn)mRNA降解來負(fù)調(diào)節(jié)基因表達(dá)發(fā)揮生物學(xué)功能。近幾年里有一些對血管形成重要的microRNA被逐漸發(fā)現(xiàn)。miR-126、miR-23-27-24簇、miR-424、miR-130a、miR-296和miR-210促進(jìn)血管形成。而mi

4、R-17-92簇、miR-214、miR-200b、miR-221、miR-222可以抑制血管形成。其中有一些可響應(yīng)VEGF、血清、血流機(jī)械力等因素,通過作用一系列靶分子,調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移,細(xì)胞周期,從而調(diào)節(jié)血管形成。一些microRNA被發(fā)現(xiàn)受到TGF-β信號的調(diào)控。然而內(nèi)皮細(xì)胞中可以調(diào)控血管形成的受TGF-β調(diào)節(jié)的microRNA還未見報道。本研究旨在尋找內(nèi)皮細(xì)胞中受TGF-β調(diào)節(jié)的microRNA,并研究其對血管形成的影響及

5、作用機(jī)制。
　　我們主要進(jìn)行了三部分的工作。第一是在內(nèi)皮細(xì)胞中篩選驗證受TGF-β信號通路調(diào)節(jié)的miRNA。第二是研究這些miRNA對內(nèi)皮細(xì)胞功能的影響。第三是篩選驗證該miRNA的靶分子。
　　我們發(fā)現(xiàn)miR-8029在各物種間高度保守,在內(nèi)皮細(xì)胞中豐度很高,在內(nèi)皮細(xì)胞中會被TGF-β上調(diào)。用雞胚絨毛膜血管形成模型我們發(fā)現(xiàn)miR-8029可以明顯促進(jìn)血管形成,介導(dǎo)了TGF-β對血管形成的促進(jìn)作用。我們檢測了miR-8029

6、對一系列細(xì)胞功能的影響,確定miR-8029主要促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和成管的功能。我們發(fā)現(xiàn)磷酸酶及張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)可以顯著被miR-8029下調(diào)。PTEN敲除會促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移成管并伴隨p-AKT升高,和miR-8029的效應(yīng)一致。用p-AKT抑制劑LY294002處理會逆轉(zhuǎn)miR-8029對內(nèi)皮遷移成管及其對血管形成的影響,也證明了miR-8029的確是通過激活A(yù)

7、kt促進(jìn)血管形成的。
　　綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)受Smad4/TGF-β調(diào)節(jié)的miR-8029,可以通過抑制PTEN,活化Akt促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和成管,從而促進(jìn)血管形成。這是第一次發(fā)現(xiàn)一種TGF-β通過miRNA調(diào)節(jié)血管形成的機(jī)制。也是首次闡述miR-8029在血管形成中的作用。另外我們展示了在內(nèi)皮細(xì)胞中TGF-β可以通過上調(diào)miRNA激活A(yù)kt信號通路。有報道發(fā)現(xiàn)一些腫瘤中miR-8029表達(dá)異常,miR-8029在腫瘤血管中是否