蛋白激酶Pak1在胚胎血管发育过程中的功能与机制研究

血管发育是胚胎发育的重要过程，阐明这一过程中关键分子的功能及其作用机制对理解血管发育有重要意义。我们前期的工作表明pak1这一蛋白激酶在胚胎血管内皮细胞表达，并且敲低这一分子可以有效减少敲低microRNA-126造成的出血胚胎数目，表明pak1在血管发育过程中有重要作用（相关数据已发表于Circulation Research上），但pak1在血管发育过程中功能以及具体机制尚不清楚。本课题组预实验结果表明敲低pak1可导致胚胎血管动静脉标记分子表达异常，提示pak1可能通过调节Notch信号通路参与动静脉分化决定和血管完整性调控。本课题拟采用基因芯片、原位杂交、条件性转基因等技术研究胚胎血管发育中敲低和过表达pak1对血管发育的作用，并利用定量PCR、免疫印记等技术研究pak1与已知血管发育相关重要通路的关系，期望阐明pak1在血管发育过程中功能及作用机制。

p21活化激酶1（p21-activated kinase 1，PAK1）是一类胞内丝/苏氨酸蛋白激酶，在生物体内作用广泛，过去对PAK1的认识和研究集中于肿瘤领域，近年来，越来越多的研究发现其在发育过程中也有重要作用，但是目前对PAK1在胚胎血管发育中作用的研究仍然较少，对其在正常生理性血管发育中的作用尚无明确报道。有研究发现PAK1是内皮特异性微小RNA miR-126的靶分子，而miR-126参与调控胚胎血管发育，因此推测PAK1对胚胎血管发育也有影响，但是其具体作用和潜在机制尚未明了。 我们的研究发现PAK1影响斑马鱼胚胎发育早期血管完整性，PAK1表达升高导致胚胎血管完整性受到破坏；在体外培养的人脐静脉内皮细胞水平，发现PAK1过度表达会增加内皮细胞凋亡，并且影响细胞间黏着连接分子的表达和分布，提示PAK1在胚胎发育过程中可能通过促进内皮细胞凋亡或连接蛋白异常表达，而引起血管通透性增高、内皮完整性破坏；进一步的研究发现Notch通路参与调控PAK1对斑马鱼胚胎血管完整性的影响。通过研究PAK1在血管发育中的作用和调控机制，将有助于进一步完善血管发育的分子网络，探索血管发育的重要环节，揭示生理和病理性血管新生的内在机制。