巨噬细胞来源的基质金属蛋白酶-8在血管外膜干/祖细胞向血管平滑肌细胞分化和血管损伤新生内膜形成中的作用及机制研究

Vascular remodeling plays a important role in the pathogenesis of vascular diseases such as atherosclerosis and post-angioplasty restenosis. Growing evidence suggests that adventitia stem/progenitor cells take part in this process through differentiating towards vascular smooth muscle cells(VSMCs). Recent study has shown that macrophages promote differentiation of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells to VSMCs through a prostaglandin F2α-mediated paracrine mechanism.Our group found that metalloproteinase-8 (MMP8) secreted by bone marrow monocyte-derived macrophages(BMMø) may play an important role in VSMCs differentiation from Sca-1+ adventitial progenitor cells.In this project, we will investigate:1)Whethe BMMø-derived MMP8 can modulate VSMCs differentiation from Sca-1+ adventitial progenitor cells and other cellular function，and molecular mechanisms involved.2)Whether BMMø-derived MMP8 affects injury-induced femoral artery neointima formation.3)How BMMø-derived MMP8 controls neointima formation through regulating VSMCs differentiation from Sca-1+ adventitial progenitor cells. This project can help to fully understand the pathogenesis of neointima formation after vessel injury, offering a novel therapeutic opportunity for treating vascular diseases.

血管异常重构在动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄等血管性疾病的病理生理过程扮演着重要角色。大量研究证据显示，血管外膜干/祖细胞能够分化成血管平滑肌细胞(VSMCs)参与这一过程。近来有研究认为，巨噬细胞细胞通过旁分泌前列腺素F2α促进人脂肪来源的间充质干细胞向血管平滑肌细胞分化。我们前期研究发现了骨髓单核细胞来源巨噬细胞(BMMø)所分泌的基质金属蛋白酶8(MMP8)能促进Sca-1+外膜祖细胞向VSMCs分化。在此基础上，本项目拟研究：1. BMMø来源MMP8对Sca-1+外膜祖细胞向VSMCs分化和对其分化来的VSMCs功能的影响及其分子机制2. BMMø来源MMP8对小鼠股动脉导丝损伤后内膜新生的作用；3.BMMø来源MMP8对血管损伤后内膜新生的影响是否通过调控Sca-1+外膜祖细胞向VSMCs分化来实现。通过本项目的实施，有可能为血管损伤性疾病治疗提供新思路。

背景和目标：大量研究表明外膜干/祖细胞在血管损伤后能迁移进入内膜并分化为平滑肌细胞从参与内膜增生。我们之前的实验表明基质金属蛋白酶8(MMP8)是动脉粥样硬化形成的关键分子。本研究为了探索巨噬细胞来源的基质金属蛋白酶8在外膜干细胞分化和损伤导致的血管重构中的作用。.方法和结果：首先，我们发现MMP8在胚胎干细胞向平滑肌细胞分化中起到重要作用，但是在MMP8敲除的外膜干细胞中没有观察到类似作用。接下来，我们通过外膜干细胞和巨噬细胞共培养或者使用巨噬细胞的条件培养基进行培养，发现巨噬细胞分泌的MMP8能促进外膜干细胞向平滑肌细胞分化。机制方面，我们发现巨噬细胞分泌的MMP8的促分化作用一方面是通过激活TGF-β活性，另一方面是通过调控ADAM10/Notch1信号通路。进一步的实验发现，平滑肌特异性基因启动子区域的CSL结合位点介导了Notch1的促平滑肌细胞分化。最后的体内实验表明，巨噬细胞来源的MMP8能通过调控ADAM10/Notch1信号通路促进损伤后的血管内膜平滑肌细胞异常增生。.结论：我们首次发现巨噬细胞来源的MMP8是外膜干细胞向平滑肌细胞分化和血管损伤后内膜平滑肌细胞异常增生的关键调控因子。本研究从全新角度阐述了MMP8在外膜干细胞分化和血管损伤后内膜增生所导致再狭窄中的作用，为该类疾病的防治提供了新靶点。