不同流体剪切力对血管内皮细胞损伤与保护的机制研究

动脉粥样硬化常见于发生湍流的动脉血管分叉或弯曲处，但其分子机制尚未阐明。我们的研究表明湍流在血管内皮细胞促使ATP合酶β亚基（ATPSβ）移位到细胞膜caveolae，增加γ/δT淋巴细胞粘附和内皮细胞炎性反应；层流通过影响花生四烯酸代谢而上调ATP结合夹转运蛋白G1(ABCG1)，促使细胞内胆固醇外流并包装成HDL。本研究目的是揭示血流动力学改变对ATPSβ转位和T细胞粘附的机制及caveolae在其中的作用。我们将以caveolae为中心，剪切力影响ATPSβ转位为突破点，重点研究1）不同的剪切力改变内皮细胞中花生四烯酸代谢谱及改变ATPSβ转位的分子机制；2）异位ATPSβ与γ/δT细胞受体结合的分子机制；3）ABCG1增加细胞胆固醇外流对异位ATPSβ的影响；4）并运用相关转基因小鼠和基因敲除小鼠进行在体实验验证。以期阐明血流动力学改变在内皮细胞激活和动脉粥样硬化发生中的作用。

动脉粥样硬化斑块局灶性分布的临床特征，提示不同血流动力学对于作为感受器的血管内皮细胞作用不同。为揭示血流动力调控的分子机制，我们进行了三方面研究（1）血流动力学因素对于内皮细胞关键蛋白分子CaMKKβ，Hippo-YAP信号通路等的调控作用，以及在动脉粥样硬化中的作用；（2）借助蛋白组学筛选，研究血流动力学因素对于关键蛋白（如integrin a5）的细胞膜脂筏转位情况调控，以及在动脉粥样硬化中的作用；（3）借助脂质代谢组学平台，研究血流动力学因素对于多不饱和脂肪酸代谢的调控，以及多不饱和脂肪酸代谢关键调控酶的作用。通过本项目的相关研究，我们系统的揭示了在血流动力学作用下，受到调控的关键信号通路以及关键分子的变化，研究了其在血管重塑疾病尤其是动脉粥样硬化疾病中的作用以及具体分子机制。在本项目的支持下，我们共发表基金标注论文16篇（其中，Nature一篇，PNAS两篇），申请国家发明专利3项（获批1项），培养博士研究生13名，博士后4名。尤其对于在血流动力学作用下Hippo-YAP信号通路的研究，处在世界前沿，揭示了YAP/TAZ分子在血管炎症中的作用，成果发表在自然科学综合性杂志Nature发表，该杂志并配发了述评。另外，在项目支持下我们建立了完整的多不饱和脂肪酸代谢小分子的代谢组学平台，并开发了一整套检测、分析系统，在支持本课题组相关课题进展的同时，也与多单位开展了广泛合作。