纳米Smad3小干扰RNA对血管损伤后血管重塑的抑制效应及其机制研究

How to prevent restenosis after interventional therapy is the difficulty and hotspot of interventional cardiology research. The previous studies demonstrated that inhibition of Smad3 gene expression can reduce the proliferation of vascular smooth muscle cells, decrease intimal / membrane ratio, decrease I, III collagen synthesis and secretion, which is expected to become the effective way for delayed restenosis. But Smad3 gene silencing and blockade of TGF-β 1/Smad3 pathway could inhibit vascular remodelling after vascular injury and its mechanism is not clear. Earlier we prepared high, low polycation vector ( PEI-Et ). This project through the PEI-Et nanoparticles encapsulated Smad3 shRNA expression plasmid preparation into gene drugs, to study the effect of Smad3 on vascular remodeling after vascular injury regulation, attempting to solve the Smad3 involved in the mechanism of restenosis, for future prevention and treatment of restenosis after angioplasty to provide new targets and methods.

如何防治介入治疗后的再狭窄是介入心脏病学研究的难点和热点。本课题组前期研究发现抑制Smad3基因表达可以减少血管平滑肌细胞增殖，并使损伤血管内膜和内膜/中膜的比值降低，减少I、III胶原蛋白的合成及分泌，有望成为延迟再狭窄的有效途径。但沉默Smad3基因进而阻断TGF-β1/Smad3通路对血管损伤后血管重塑的抑制效应及其机制尚不清楚。前期我们制备高效、低毒聚阳离子载体（PEI-Et）。本项目通过PEI-Et纳米微粒包裹Smad3 shRNA 的质粒表达载体制备成基因药物，研究Smad3对血管损伤后血管重塑的调控作用，试图解决Smad3参与再狭窄的机制，为今后防治介入术后再狭窄提供新的靶点和方法。

背景及主要研究: 交联合成的PEI-Et被证明是一种有效的非病毒性载体，但是细胞毒性相对较高。为提高转染效率并减少PEI-Et的毒性，我们将PEI-Et 与聚乙二醇(PEG)以不同的摩尔比例合成PEG修饰的PEI-Et(PEG-Et 1:1) ，试图应用PEG-Et 1:1局部输送 shSmad3以防止局部动脉血管损伤后内膜的增生。.结果: 成功地合成了PEG-Et 1:1,衡量分子量(Mw)是4468 Da，2.19的多分散性。PEG-Et 1:1浓缩shSmad3基因为球形和均匀的纳米粒子，PEG-Et1:1/shSmad3复合物粒径115 - 135 nm和4 - 6 mV电势。重要的是与PEI-Et比较，PEG-Et 1:1转染 VSMCs的细胞毒性小、转染率高。此外PEG-Et 1:1可以有效地输送shSmad3从而抑制Smad3表达和体外VSMCs的增殖。体内实验中，血管内PEG-Et1:1/shSmad3复合物有效减少Smad3表达，抑制血管损伤后内膜的增厚，减少VSMCs增殖和胶原蛋白含量。体外和体内PEG-Et 1:1输送shSmad3增加MMP1、MMP2和MMP9表达，减少TIMP1的表达。.科学意义：PEG-Et 1:1表现出较低的细胞毒性和高转染效率。PEG-Et 1:1输送 shSmad3有效抑制血管损伤后内膜的增厚和胶原蛋白沉积。PEG-Et 1:1输送 shSmad3是一个抑制血管损伤后血管重塑的可行策略，为今后防治介入术后再狭窄提供新的靶点和方法。