Geminin转录因子在调控VSMCs表型转化过程中的分子机制探讨

血管平滑肌细胞（VSMCs）表型转化是动脉粥样硬化等血管疾病关键的病理过程，但其表型转化的机制不清。我们的前期研究显示Geminin强制性高表达可显著延缓VSMCs向去分化表型转化。结合文献报道，我们推测Geminin通过以下环节发挥表型转化的调控作用：增加MRTF/SRF活性、促进标志性基因表达，使细胞处于分化状态；阻抑起始特许因子（如ORC1、Cdt1）活性、阻止去分化细胞DNA再复制，使细胞处于细胞周期外状态。Geminin最突出的特征是细胞维持分化状态。本项目以VSMCs为研究对象，观察Geminin在不同表型VSMCs表达和分布，分析Geminin过表达或表达下调对标志性基因及细胞表型的影响，提供Geminin基因影响ORC1、Cdt1及MRTF/SRF转录因子活性的实验依据。以期阐明Geminin基因在激活VSMCs分化程序、促进去分化细胞DNA复制能力丢失过程中的开关作用。

背 景 众所周知，DNA复制是去分化表型细胞生物学效应形成的根本，阻止了DNA复制意味着生物学效应产生的源头被阻抑；多细胞动物细胞分化意味着DNA复制和细胞增殖减弱/停止，这种策略确保了相关组织（如骨骼肌和神经元）结构和功能的长期稳定。因此，研究如何使VSMCs持续处于分化表型、使去分化表型DNA复制被阻抑是解决细胞表型转化的关键。是否存在一类因子既能使细胞长期持续处于分化表型、又能阻抑去分化表型DNA 再复制？分化程序激活与增殖能力减退/丢失之间是否存在共同通道（crosstalk）？偶联的分子机制是什么？知之甚少。新近发现的一种起始特许阻遏子（a repressor of origin licensing，多细胞生物的起始特许阻遏子被称为Geminin）可能是回答上述问题的关键。 结 果①血清刺激及血清饥饿24~48h获得不同表型的VSMCs，随着细胞表型的不同Geminin基因表达量和表达部位明显不同，提示Geminin基因活性与VSMCs表型变化密切相关。②本实验采用脂质体转染技术，分别获得Geminin基因过表达和低表达的VSMCs，结果表明Geminin基因沉默可促使细胞向去分化型转化，OPN合成表型标志物增加，而Geminin基因过表达则有助于细胞向分化表型转化，ａ-actin收缩表型标志物增加显著。最为有趣的是Geminin过表达主要影响去分化表型VSMSc的表型标志物，而对分化表型细胞表型标志物的影响较少。提示Geminin高表达有助于维持细胞分化表型。SRF和ARP参与了VSMCs表型转化的调控，ARP能与Geminin发生免疫共沉淀。③采用慢病毒包裹获得了持续Geminin低表达的VSMCs，结果表明Geminin下调促进了细胞的增殖、并显著增加起始复合物ORC、cdt1的表达，Geminin基因通过与cdt1相互作用调控细胞增殖活性。同时，我们观察到了一个有趣现象，随着血清刺激或饥饿时间延长，Geminin基因下调对细胞增殖的影响显著减轻，提示Geminin主要影响细胞增殖的启动。结 论 Geminin通过以下2个环节发挥开关作用：激活细胞分化程序，即增加MRTF/SRF活性、促进细胞标志性基因表达，最终使细胞持续处于分化状态；促进增殖能力丢失，即阻抑起始特许因子（如ORC1、Cdt1）活性和特许复制物形成，最终阻抑去分化细胞DNA再复制。