血管平滑肌细胞黏着斑组成分子syndecan 4脱落促进腹主动脉瘤形成的机制和转化研究探索

Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a critical disease with poor prognosis. The mechanism of AAA is little to know. Phenotype alternation of vascular smooth muscle cell (SMC) plays important role in the process of AAA formation. We observed chronic inflammation could promote synd4 shedding from cell surface, resulting to synd4 exhaust and focal adhesion dysfunction. Focal adhesion is a core cellular organ to maintain SMC phenotype as well as aortic stable. Furthermore, more AAA formation in synd4-/-ApoE-/- mice under AngII stimulation. Hence, we propose this hypothesis that synd4 shedding from SMC could impair cellular actin dynamic, promote SMC phenotype alternation, contributing to AAA formation. In order to verify this hypothesis, we would evaluate the synd4 shedding in AAA tissue. Then the role of synd4 in AAA and detail mechanism would be explored in animal and cellular model. At last, we would explore the therapeutic potential of synd4 expression in the treatment of AAA.

腹主动脉瘤是一种起病隐匿，发病凶险的动脉疾患，目前机制不明，治疗手段不足。血管平滑肌细胞（SMC）表型改变是腹主动脉瘤形成的关键病理事件。申请者前期研究发现慢性炎症可诱导细胞表面syndecan 4（synd4）脱落和功能障碍，是炎症下细胞黏着斑受损的具体分子机制。黏着斑在维持SMC表型，抑制腹主动脉瘤形成中扮演重要角色。申请者进一步观察到synd4-/-小鼠更易出现腹主动脉瘤表型。据此推测慢性炎症诱发SMC表面synd4脱落，是导致肌动蛋白失稳态，造成细胞表型改变和腹主动脉瘤形成的重要致病机制。申请者申报本课题，拟在证实腹主动脉瘤组织中SMC表面synd4脱落这一病理现象后，由表型到分子机制，层层递进地证明synd4脱落在腹主动脉瘤形成中的致病机制。最后利用外源性SMC特异性synd4表达技术，纠正synd4障碍，探讨synd4作为腹主动脉瘤治疗靶点的临床应用价值。

立项依据：主动脉瘤是一种严重的血管疾病，在50岁以上男性人群中发病率达3%，并以腹主动脉瘤（AAA）最为常见。瘤体破裂后死亡率高达65%-85%。目前临床对AAA发病机制认知不足，缺乏特异性药物。AAA的病理机制主要包括血管基质重塑，慢性炎症和血管平滑肌细胞（SMC）表型的变化。慢性炎症下SMC的表型改变，是AAA发生和发展的关键病理事件。Syndecan-4（SDC4）是黏着斑的重要组成部分，在细胞间的信号转导中起重要作用，并通过影响细胞迁移，增殖和内吞参与细胞生物学过程。课题组前期研究表明，慢性炎症诱导SDC4表达下调，可导致血管内皮障碍。故本研究试图探讨慢性炎症下SMC表面SDC4功能丧失，诱导SMC病理表型并促进AAA发生的具体分子机制，并开发相对应的治疗策略，解决目前AAA临床缺乏特异性治疗的难点问题。.研究方法：(1)利用Western Blot和免疫荧光技术检测人AAA和小鼠AAA模型血管组织中SDC4的表达。(2)构建SDC4-/-和SDC4-/-ApoE-/-基因敲除小鼠，分别用血管紧张素II（AngII）和氯化钙（CaCl2）诱导小鼠AAA模型。观察SDC4基因敲除是否影响AAA的相关表型。(3)体外利用慢病毒在SMC上进行SDC4的敲减和过表达，利用Western Blot、免疫荧光以及ELISA检测SMC的表型变化，观察SDC4的敲减或过表达是否影响SMC的表型。(4)运用Western Blot和免疫荧光等方法对SDC4调控SMC表型的下游通路进行探讨。.结果：(1)SDC4在人AAA样本和小鼠AAA模型腹主动脉组织中表达下调。(2)SDC4下调促进血管紧张素II（AngII）和氯化钙（CaCl2）诱导的小鼠AAA模型形成。(3)在体内及体外实验中均观察到SDC4敲低后可以促进SMC由收缩表型向分泌表型转化。(4)SDC4敲低抑制SMC中RhoA-F/G-actin-MRTF-A信号通路激活，加入RhoA激动剂S1p后可逆转SDC4敲低导致的SMC的表型改变。(5)S1p的类似物CYM-5478可减轻AAA小鼠模型中主动脉瘤形成。.结论：我们的研究发现SMC黏着斑组成分子SDC4表达下调通过抑制RhoA-F/G-actin-MRTF-A信号通路活性导致SMC的表型改变从而促进AAA的形成，为AAA的药物研发提供了新的靶点。