Oct4上调Cripto-1介导瓣膜间质细胞成骨分化在主动脉瓣钙化中的作用及机制研究

The osteoblast differentiation of valve interstitial cells (VICs) is the core process of aortic valve calcification. The regulatory mechanism of this process is a frontier scientific problem in the field of heart valve disease. Our previous study show that: Oct4, the key transcriptional factor regulating cell differentiation during embryonic development, is restarted in the calcified valve tissue. The increased expression of Oct4 in VICs lead to the upregulation of Cripto-1 expression and cause the cells differentiate into osteoblasts. In addition, the expression of Cripto-1 is also significantly upregulated in the calcified valve. Related literatures show that Cripto-1 is an important membrane protein involved in the activation of Wnt/β-Catenin signaling pathway, which is precisely the key pathway regulating the osteoblast differentiation of VICs. Accordingly, this study propose to explore the transcriptional regulation mechanism of Oct4 on Cripto-1 in VICs, investigate the effect of Oct4/Cripto-1/Wnt/β-Catenin regulating axes on the osteoblast differentiation of VICs during the development of aortic valve calcification, and thus provide novel target for the prevention and treatment of calcified aortic valve disease.

瓣膜间质细胞成骨分化是主动脉瓣钙化发生的核心过程，其调控机制是心脏瓣膜病领域的前沿科学问题。我们的前期研究显示：胚胎发育过程中调控细胞分化的关键转录因子Oct4在钙化瓣膜组织中的表达被重启，其在瓣膜间质细胞中的表达增高能上调Cripto-1表达，并引起瓣膜间质细胞向成骨细胞分化。此外，Cripto-1在钙化瓣膜中表达也显著增高。相关文献表明，Cripto-1是参与活化Wnt/β-Catenin信号通路的重要膜蛋白，而后者恰是介导瓣膜间质细胞成骨分化的关键通路。据此，本课题拟研究瓣膜间质细胞中Oct4上调Cripto-1表达的转录调控机制，并在细胞及动物模型水平研究Oct4/Cripto-1/Wnt/β-Catenin调控轴介导瓣膜间质细胞成骨分化在主动脉瓣钙化发生中的作用，为主动脉瓣钙化的防治提供新的靶点。

瓣膜间质细胞成骨分化是主动脉瓣钙化发生的核心过程，其调控机制是心脏瓣膜病领域的前沿科学问题。Cripto-1是参与活化Wnt/β-Catenin信号通路的重要膜蛋白，而后者恰是介导瓣膜间质细胞成骨分化的关键通路。基于前期关于转录因子Oct4在瓣膜间质细胞中上调Cripto-1表达，并引起瓣膜间质细胞向成骨细胞分化的研究发现，本项目研究瓣膜间质细胞中Oct4上调Cripto-1表达的转录调控机制，并在细胞及动物模型水平研究Oct4/Cripto-1/Wnt/β-Catenin调控轴介导瓣膜间质细胞成骨分化在主动脉瓣钙化发生中的作用，为主动脉瓣钙化的防治提供新的靶点。.项目执行期间，在原代分离的人瓣膜间质细胞中，通过染色质免疫共沉淀，报告基因系统等方法，确定了Oct4是Cripto-1的转录因子，过表达Oct4显著促进Cripto-1的转录及蛋白表达。通过腺病毒介导的Cripto-1表达敲低，发现Cripto-1的表达下降显著抑制主动脉瓣膜间质细胞的成骨分化和钙化进程。拯救实验证实，Oct4对瓣膜钙化及Wnt/β-Catenin通路的促进作用在Cripto-1表达敲低后均被部分抵消。通过构建Oct4敲除的杂合体大鼠的主动脉瓣膜钙化模型，确定部分敲除Oct4降低主动脉瓣膜钙化进程，缓解主动脉狭窄。.此外，还发现miR-22是瓣膜间质细胞成骨分化的重要促进因子，也是主动脉瓣膜钙化的潜在治疗靶点。miR-22通过抑制CAB39的表达，促进瓣膜间质细胞的成骨分化和钙化进程。针对Oct4的功能还发现Oct4通过MMP2介导的平滑肌细胞增殖和迁移促进血管损伤的新生内膜形成，靶向平滑肌细胞中的OCT4可能是一种新的血管再狭窄治疗策略。还发现骨髓间充质干细胞来源的外泌体介导miR-125b传递至心肌细胞，保护心肌缺血再灌注损伤的机制。富含miR-125b外泌体的注射减轻了I/R大鼠心肌组织的病理损伤。.项目组共发表SCI收录论文3篇，中文核心论文1篇。培养硕士研究生1名。