转录因子Egr-1调节TGF-β通路活性及平滑肌细胞凋亡抑制主动脉瘤/夹层的发生机制研究

Aortic aneurysm/dissection (AAD) showed features of degeneration and dialation, with its mortality up to 90% once ruptured. Several signaling pathways, like the TGF-β signaling pathway plays a critical role in AAD formation, while the endogenous protective molecular mechanism remains unclear. Our previous study showed that hypertension induced AAD formation in Egr-1 deficient mice, which suggested the protective role of Egr-1 in AAD formation. Moreover, RNA-seq data of aortas from sham or angiotensin II infused wild type and Egr-1 knockout mice showed that Egr-1 deficiency upregulated the target genes of TGF-β signaling pathway after angiotensin II infusion, with the underlying mechanisms unclear. Bone marrow transplantation experiment and other data showed that Egr-1 deficiency in the local cells in aorta, especially for smooth muscle cells, play a key role in AAD formation. Furthermore, there were accumulated smooth muscle cells apoptosis in angiotensin II infused-Egr-1 knockout mouse aorta. Therefore, we hypothesized that Egr-1 deficiency upregulated TGF-β signaling activity after angiotensin II infusion, and downregulated IGF-1R/PI3K/Akt pathway to promote smooth muscle cell apoptosis, leading to AAD. In the present study, we will induce AAD formation in wild type and Egr-1 knockout mice, as well as Egr-1 conditional knockout mice to clarify the protective role of Egr-1 in Ang II infusion-induced AAD formation by performing bone marrow transplantation, echography, pathological analysis and Chip-seq analysis in vitro.

主动脉瘤/夹层（AAD）呈血管壁退行性变及扩张，破裂后死亡率达90%。许多通路，如TGF-β信号通路促进AAD发生，但内源性保护机制研究尚少。我们前期发现高血压可刺激Egr-1敲除小鼠发生AAD，提示Egr-1对AAD具有保护作用。血管组织转录组测序结果显示：TGF-β下游基因在敲除小鼠血管中升高，但调控机制不明。同时骨髓移植等实验提示平滑肌细胞中Egr-1活性主要参与AAD发生，且Egr敲除小鼠血管中有大量平滑肌细胞凋亡。我们提出假设：Egr-1转录活性缺失可能上调TGF-β信号，及下调IGF-1R通路调节凋亡而引起AAD。本研究拟在野生、Egr-1敲除小鼠及Egr-1条件敲除小鼠中诱导AAD，结合骨髓移植、超声、病理及分子生物学分析等，利用体外染色质免疫共沉淀技术等，明确高血压中是何种细胞的Egr-1活性改变，及如何下调TGF-β信号通路、上调IGF-1R通路保护AAD发生的具体机制。

主动脉瘤/夹层一旦破裂死亡率高达90%以上。其病理改变主要表现为血管中层退化、扩张和平滑肌细胞改变，但机制不明。平滑肌细胞的改变包括其数量及功能的改变。前期我们已经发现平滑肌细胞的凋亡参与了主动脉瘤/夹层的发生发展，且抑制平滑肌细胞凋亡可以抑制主动脉瘤/夹层的进展。在本项目支持下，我们发现：1）升高的机械张力引起平滑肌细胞损伤，释放ADP。而这种持续的ADP刺激通过作用于平滑肌细胞表面ADP受体P2ry12而引起平滑肌细胞衰老，进而促进主动脉夹层/动脉瘤发生发展，敲除P2ry12可以抑制这一过程，成果发表于JMCC 2016；2）升高的机械张力会刺激平滑肌细胞产生微粒，而后者可以作用于内皮细胞引起内皮细胞的功能障碍，包括失巢凋亡及过度炎症反应，启动主动脉瘤/夹层发生；且给予内质网应激的抑制剂可减少平滑肌来源的微粒产生及内皮功能障碍，进而可以抑制主动脉夹层/动脉瘤的形成，成果发表于clinical science 2017；3）内质网应激也参与血管紧张素II灌注引起的腹主动脉瘤的发生，应用内质网应激的抑制剂也可以通过减少平滑肌细胞凋亡等而抑制主动脉瘤发生，成果发表于European journal of vascular and endovascular surgery 2016；4）转录因子Egr-1敲除促进了血管紧张素II灌注引起的主动脉夹层/动脉瘤的形成及破裂死亡，结合骨髓移植及细胞特异性敲除实验证实为平滑肌细胞中Egr-1主要参与主动脉夹层/动脉瘤发生，其机制包括Egr-1转录调控早期胶原产生而影响主动脉壁的结构，同时Egr-1也调控Ang II引起的平滑肌细胞凋亡，文章整理中。5）在血管紧张素II诱导的腹主动脉瘤发生发展中，内源性小分子活性肽Intermedin-53发挥保护作用，这一保护作用主要通过抑制局部氧化应激反应，成果发表于ATVB 2016；在项目支持下，发表SCI论文共8篇，其中第一及通讯作者（含共同）SCI论文4篇，参与文章4篇，同时申请人获资助北京市科技新星。