microRNAs在切应力调控内皮祖细胞增殖与分化中的作用及其机制

Endothelial progenitor cells (EPCs) can differentiate into mature endothelial cells (ECs), and participate in the reendothelialization of injuried vascular and the angiogenesis of ischemic lesions. How EPC microRNAs (miRs) regulate EPC function and intimal injury repair under shear stress, the mechanism is unclear. In the current project, by using parallel plate flow chamber system, miRs array and mRNA array, the mechanism of EPCs miRs and miRs in EPCs-derived microvesicles influencing EPC proliferation and differentiation is plan to be explored under laminar shear stress and oscillation shear stress. EPCs transfection with miRs inhibitor/mimic and microvesicles derived from EPCs transfection with miRs inhibitor/mimic were injected into carotid artery injury mice via tail vein. EPCs homing, the areas of reendothelialization and the mechanical parameters of neointimal hyperplasia were analysis in order to understand the role of EPCs miRs and miRs in EPCs-derived microvesicles in vascular injury reendothelialization and to investigate the possibilities of the EPCs miRs as a therapeutic target in vascular injury. The purpose of the current project focus on exploring how does the mechanical factors generate the biological effects on the EPC-relative miRs, and to clarify the pathogenesis of vascular remodeling and provide some new insights into mechanotransduction.

内皮祖细胞（EPCs）可分化为成熟内皮细胞，参与损伤血管的再内皮化及缺血性病变的血管新生。切应力条件下 EPCs 的 microRNAs（miRs）是否参与调控 EPCs 功能及内膜损伤修复，这一机制尚不清楚。本研究拟采用平行平板流动腔模型，应用miRs芯片和表达谱芯片技术，检测层流切应力和震荡切应力条件下 EPCs 及其产生微囊的差异表达 miRs 和差异表达基因;构建不同切应力条件下参与调控 EPCs 功能的 miRs 信号转导网络；建立颈动脉内膜损伤小鼠模型，注射转染目标 miRs inhibitor/mimic的EPCs、转染后 EPCs 分泌的微囊; 检测内膜损伤处的 EPCs 归巢、损伤部位的再内皮化面积和内膜增生等力学特性参数。这一研究旨在探讨扰动流诱导血管内膜损伤的发病机制中，EPCs 及其分泌微囊中 miRs 的作用及其力学生物学机制。

血管内膜损伤是诸如动脉粥样硬化、高血压及心肌梗死等多种心血管疾病发生和发展的开端；因此，加速损伤处的再内皮化修复对于阻断该类疾病的发展有着重要意义。内皮祖细胞（EPCs）在血管损伤修复过程中发挥主要作用，可分化为成熟内皮细胞，参与损伤血管的再内皮化修复及缺血性病变的血管新生。本项目以应力条件为背景，以内皮祖细胞的关键microRNAs（miRs）、损伤处的细胞间信息交流作用和血小板源性微体三个角度为切入点，研究力学因素介导的EPCs 功能及内膜损伤修复的调控机制。应用miRs芯片技术筛选调控EPCs分化与增殖功能的力学敏感关键miRs，研究结缔组织生长因子（CTGF）在血管平滑肌细胞与EPCs间信息交流的重要作用，探讨了损伤处富集的血小板产生的血小板源性微体对损伤处EPCs再内皮化修复的作用机制。本项目研究得到以下关键性结果：1）生理性的周期性张应变通过抑制miR-129-1-3p和miR-214-3p的表达水平，诱导Runx2表达上升和VEGF分泌，从而促进EPCs向内皮细胞相分化，并促进其增殖和血管新生能力；2） 生理性周期性张应变条件下，VSMCs感受周期性张应变力学刺激后分泌CTGF, 通过旁分泌作用刺激EPCs中FZD8和β-catenin信号通路，诱导EPCs分化和血管新生；提示张应变力学因素和血管平滑肌细胞的协同作用在诱导EPCs分化和血管新生的过程中的重要意义；3）体内和体外实验共同证实：损伤处聚焦的血小板源性微体与EPCs粘附，微体中富含的TGFβ1能显著激活胞内的p-Smad3信号通路，促进EPCs增殖及损伤血管的再内皮化修复。本项目研究旨在阐明力学因素在EPCs参与血管损伤再内皮化修复及缺血性病变的血管新生过程中的作用机制，为治疗和修复血管损伤及缺血性疾病提供新的防治靶点，和新的力学生物学实验依据。