cGMP双重调控TGF-beta信号通路影响肺血管重构研究

The vascular remodeling is an important pathological process of pulmonary vascular diseases, and its occurrence is significantly related to the function of cGMP signaling pathway. Our recent studies have found that cGMP has dual regulation on the TGF-β/Smad signaling pathway, gene transcription regulation and protein palmitylation, then induce the EnMT in pulmonary vascular remodeling. In order to further study the dual regulation mechanism of cGMP on TGF-β/Smad signaling pathway and its role in the pathogenesis, development and prognosis of pulmonary vascular remodeling. Based on previous work published on PNAS, further study on the interaction between cGMP and TGF-β will be conducted at the cellular and animal model levels, to investigation the regulation of gene expression and the modification of transcription factors by palmitylation, and the EnMT and extracellular matrix balance. Through this study, we hope to reveal the smad6 palmitylation regulates the protein function by the location alterations of subcellular lipid rafts, and also to elucidate the molecular mechanism of cGMP signaling network function in vascular remodeling, and to provide new diagnostic markers and clinical intervention targets for pulmonary vascular diseases.

血管重构是肺血管病变中的重要环节，其发生与cGMP信号网络的功能异常显著相关。我们近期的研究发现，cGMP可以通过双重途径，Gremlin1转录调节和smad蛋白棕榈酰化，调控TGF-β/Smad信号通路，从而影响上皮间质转化导致肺血管重构。为进一步研究cGMP对TGF-β/Smad信号通路的双重调控机制，以及在肺血管重构中的作用，本研究拟在前期发表在PNAS关于smad蛋白棕榈酰化论文的工作基础上，进一步在细胞、动物模型水平，从基因表达调控、转录因子的棕榈酰化修饰，以及上皮间质转化和细胞外基质平衡节等方面深入研究cGMP与TGF-β的交互作用，并探讨相关基因产物和棕榈酰化修饰在动物模型的血管重构中的表达与协同作用。通过该研究，期望深入揭示smad6棕榈酰化如何通过亚细胞脂筏定位的改变影响蛋白功能，从而阐明cGMP信号调控在血管重构中的分子机制，为肺血管疾病提供新的诊断治疗靶点。

血管重构是肺血管病变中的重要环节，其发生与cGMP信号网络的功能异常显著相关。课题组按照原定计划开展了研究，并取得了预期的研究成果，已全面地完成了预期的考核指标。课题组通过研究发现：1）cGMP通过抑制LETM1的棕榈酰化水平，进而抑制LETM1调控的AKT活性，调节下游的通路。2）揭示了NO-sGC-cGMP 信号通路通过cGK调控PAI-2 基因表达的机制研究，证明了PAI-2 基因转录起始位点5’侧翼区的－1000 bp~－800 bp是其表达调控的关键区域之一。3）完成肺动脉高压的血栓标志物研究，深度剖析PE患者的血浆蛋白质组的全面变化，以期并发现新的用于诊断和危险分层的生物标志物。4）发现了cGMP可以通过调节无义介导的mRNA降解（nonsense mediated mRNA decay, NMD），这种机体最重要的转录后水平调控基因表达的机制，影响肺血管中的细胞凋亡。为进一步研究cGMP对抑制细胞增殖，促进细胞凋亡和衰老，抑制细胞周期进展，并干扰DNA损伤修复。通过该研究，期望深入揭示cGMP如何通过mRNA的NMD异常剪接改变影响蛋白功能，从而阐明cGMP信号调控在血管重构中的分子机制，为进一步研究cGMP对无义介导的mRNA降解的调控机制，以及在肺血管重构中的作用奠定基础。