脂肪细胞因子Apelin促进血管平滑肌细胞迁移的分子机制研究

血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和迁移是动脉粥样硬化(AS)斑块形成和发展的重要环节，有报道Apelin可促进VSMC增殖，但Apelin能否通过促进VSMC的迁移而影响AS的进程尚不清楚。根据预实验结果，我们提出Apelin可能通过促进PI3K-Akt磷酸化，上调基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达，促进VSMC迁移的新假说，FOXO3a是介导该反应的关键转录因子。本课题拟利用血管重建手术中获得的人AS斑块组织，采用实时PCR、免疫印迹、免疫组化等技术检测Apelin、FOXO3a、MMP-9的表达和VSMC迁移状态，分析Apelin表达水平与VSMC迁移的内在联系；采用基因转染、siRNA等技术进一步在细胞水平明确Apelin对VSMC迁移的影响及其信号转导通路，特别是FOXO3a在其中的作用。本课题将为Apelin促进VSMC迁移的分子机制提供新认识，为AS的发生机制提供新见解。

本课题在整体和细胞水平探讨脂肪细胞因子Apelin对血管平滑肌细胞迁移的作用和信号通路。采用划痕实验和transwell实验等方法发现，Apelin能够时间和剂量依赖性的促进血管平滑肌细胞的迁移。Apelin促进Akt的磷酸化，进而使其下游信号分子FOXO3a磷酸化出核并失活，应用Akt的抑制剂、Akt激酶的抑制剂和磷酸化位点突变的FOXO3a失活型质粒转染平滑肌细胞后可降低Apelin对FOXO3a磷酸化出核的作用，并抑制Apelin诱导的平滑肌细胞迁移，提示Apelin通过磷酸化Akt，抑制FOXO3a促进平滑肌细胞的迁移。Apelin能促进基质金属蛋白酶MMP2分子mRNA和蛋白的表达，提高MMP2分子的活性，并抑制金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）的表达；应用磷酸化位点突变的FOXO3a失活型质粒转染平滑肌细胞后，MMP2的表达相应下降，而TIMP-2的表达上调；应用MMP2分子的抑制剂降低其活性后，Apelin诱导的平滑肌细胞迁移作用被抑制，提示Apelin通过激活Akt分子进而抑制FOXO3a的活化，最终上调MMP2分子的表达和活性这条通路来促进血管平滑肌细胞的迁移。在人的动脉粥样硬化标本中我们发现，斑块中存在大量平滑肌细胞由血管中膜迁移至内膜，同时Apelin及其下游信号分子Akt、FOXO3a及MMP2的表达量均升高，提示Apelin水平升高和下游信号分子的高表达可能是动脉粥样硬化患者出现血管平滑肌细胞迁移的分子机制之一。该研究明确了Apelin调节血管平滑肌细胞迁移的信号转导通路，对Apelin在动脉粥样硬化中的作用及机制提出了新见解，为将Apelin作为一种药物治疗靶点应用于心血管疾病的防治提供了实验依据。