LARP7调节血管内皮向间充质细胞转化的机制研究

Endothelial-to-mesenchymal-transition （EndMT） is an essential biologic process for cardiac valve development and organ fibrosis. LARP7 is a recently defined negative factor regulating RNA polymeraseII pausing release. Our preliminary results illustrated the LARP7 downregulation in endothelial cells enhanced EndMT and attenuated cardiac valve development. In this study, we will further unveil the molecular mechanism and functions of LARP7 in the regulation of EndMT, valve development and pulmonary arterial hypertention by using the combinational strategies of transgenic mouse, molecular biology and bioinformatics. The accomplishment of this study could possibly provide a novel mechanism for heart development and a new direction for the diagnosis and cure of congenital heart disease and pulmonary arterial hypertension.

内皮间充质转化是一个重要的发育现象，与心脏瓣膜形成以及器官纤维化有着紧密联系。LARP7是调控RNA聚合酶停滞释放和转录活性的重要抑制因子。我们前期工作发现在血管内皮细胞中特异性敲除LARP7可以促进内皮向间充质转化，并影响心脏瓣膜发育。在此工作基础上，本项研究拟采用多个LARP7转基因动物模型并结合分子生物学和生物信息学的方法，进一步解析LARP7在内皮间充质转化、心脏瓣膜发育和肺动脉高压形成中机制和功能。本研究将为心脏发育提供新的分子调控机制，为先心病和肺动脉高压的诊断和治疗提供新的策略。

内皮细胞遍布于哺乳动物的血液循环系统，构成了哺乳动物的血管内膜和心脏内膜。一般情况下，内皮细胞会严格的维持其内皮细胞的表型和功能，但是在某些条件下，内皮细胞会打破这种常态，丢失内皮细胞的一些特性，逐渐获得间充质细胞的一些特性并转化为间充质细胞，这个过程称为内皮细胞向间充质细胞转化。在生理发育过程中，EndMT参与哺乳动物心内膜垫以及心脏瓣膜的发育，如果该发育过程中的EndMT异常，可能引起心脏瓣膜结构异常，从而造成先天性的心脏瓣膜病；在病理过程中，EndMT与许多疾病的发病机制相关。. 当前的研究认为，免疫反应通路、TGF-β通路、BMP通路等是调控EndMT的重要信号通路，这些通路主要通过调控EndMT相关转录因子—SLUG、SNAI1、TWIST1等的表达调控EndMT，但EndMT是一个复杂的生物学过程，当内皮细胞处于不同的生理或病理状态时，调控EndMT的分子机制也不尽相同。人们发现生理性和病理性EndMT过程受到严格的表观遗传调控，但是从转录水平以及表观遗传水平上考量，其具体的分子调控机制仍未得到阐明。.LARP7是一个调控RNA聚合酶II（RNA polymerase II，RNAPII）转录停滞的RNA结合蛋白，在内皮细胞向间充质细胞转化的过程中，内皮细胞中LARP7的表达受到明显的抑制。SLUG是调控内皮细胞向间充质细胞转化的转录因子，当在内皮细胞中敲低LARP7的表达时，鹅卵石状的内皮细胞转变成了纺锤状，内皮细胞中SLUG的表达上调，并表达间充质细胞特异的标志分子，表明内皮细胞中EndMT的发生。此外，内皮细胞特异性LARP7敲除小鼠心内膜垫发育过程中的EndMT过程也明显增强。TRIM28是一个转录抑制因子，LARP7和TRIM28能够在内皮细胞中发生相互作用，并且共同结合在SLUG的启动子区域，TRIM28则进一步招募HDAC1，进而调控SLUG的表达而调控EndMT过程。内皮细胞特异性的LARP7和TRIM28敲除小鼠的心内膜垫发育过程中的EndMT过程也明显强于单独的LARP7和TRIM28的内皮特异敲除小鼠，导致部分敲除小鼠的主动脉瓣和二尖瓣出现异常的肥厚现象。. 因此，我们的研究发现了一个基于LARP7-TRIM28复合物的调控内皮细胞向间充质细胞转化以及瓣膜发育过程的新机制。