内皮特异microRNA介导Krüppel样因子调控内皮细胞增殖的分子基础

动脉粥样硬化及其所致冠心病、中风是危害人类健康的高发病、高死亡、高致残的重大疾病。内皮细胞异常增殖和活化是血栓形成和动脉粥样硬化的早期重要改变和首要病理环节。转录因子与microRNA之间存在着复杂的相互调控网络。本项目旨在探讨一种新的锌指转录因子Krüppel-样因子4(KLF4)在内皮细胞增殖和动脉粥样硬化发病过程中的作用，明晰microRNA是否介导KLF4的效应。.我们前期工作已证明：脉冲层流作为抑制内皮增殖、抗动脉粥样硬化的保护性因素，可显著诱导KLF4的表达。本项目拟应用体外原代内皮细胞及ApoE基因敲除小鼠模型，由microRNA基因组高通量筛选入手，以KLF4对内皮细胞增殖和动脉粥样硬化发病过程的调控为主轴，以microRNA发挥转录后基因调控作用为思路，运用功能基因组学、转录组学及细胞分子生物学技术，循分子-细胞-整体水平深入系统地研究动脉粥样硬化的分子病理生理学机制。

内皮细胞异常增殖和活化是血栓形成和动脉粥样硬化的早期重要改变和首要病理环节。转录因子与miRNA 之间存在着复杂的相互调控网络。本项目旨在探讨一种新的锌指转录因子KLF4在内皮细胞增殖和动脉粥样硬化发病过程中的作用，明晰miRNA 是否介导KLF4 的效应。我们前期工作已证明：脉冲层流作为抑制内皮增殖、抗动脉粥样硬化的保护性因素，可显著诱导KLF4 的表达。本项目应用体外原代内皮细胞及小鼠模型，由miRNA 基因组高通量筛选入手，以KLF4 对内皮细胞增殖和血管新生、动脉粥样硬化发病过程的调控为主轴，以miRNA 发挥转录后基因调控作用为思路，运用功能基因组学、转录组学及细胞分子生物学技术，循分子-细胞-整体水平深入系统地研究血管新生、动脉粥样硬化的分子病理生理学机制。结果表明HUVECs过表达KLF4可显著影响miRNA的表达，尤其是miR-15a的表达明显上调，并且已经得出miRNA-miRNA以及miRNA-target调节网络，完成了KLF4 对HUVECs中miRNA 基因的转录调控机制，结果表明，miRNA-15a直接受到KLF4的转录调控。另外，由miRNA得功能和失功能实验，我们还研究了miRNA 介导KLF4调节内皮增殖、血管新生过程。由miRBase,TargetScan等网站找到并且证实了miRNA-15a分子参与细胞增殖的靶基因cyclin D1。在裸鼠动物上研究了KLF4对在体血管内皮增殖、血管新生的影响，给予miR-15a antagomir之后，KLF4抑制内皮增殖、血管新生的作用消失。在完成该研究计划内容的基础上，我们还进行了扩展性研究，是否KLF4所调控的miRNA分子介导了血液层流剪切力对内皮增殖的抑制作用。由芯片筛选出miR-19a及其可能的靶基因cyclin D1，构建了miR-19a的稳定转染细胞系。在该细胞系中cyclin D1蛋白水平明显下降，荧光素酶实验进一步证实miR-19a的靶基因即为cyclin D1，当内源的miR-19a被抑制后，层流抑制cyclin D1蛋白表达和细胞周期的作用明显减弱，因而可确定miR-19a控制着层流对cyclin D1蛋白表达的抑制作用。该部分研究结果已经在《PNAS》（2010）发表。