Akt-mTOR-Snail信号通路诱导肺动脉高压内皮细胞向间充质细胞转化的分子机理研究

The treatment of pulmonary vascular remodeling in pulmonary hypertension (PH) is a difficult clinical problem, and pulmonary vascular endothelial-mesenchymal transition (EnMT) is an important pathological process of pulmonary vascular remodeling. Our previous study found that mTOR inhibitors can significantly inhibit EnMT; mTORC1 can be combined with the transcription factor Snail, which is closely related to the process of EnMT; Akt inhibitors can inhibit mTOR phosphorylation while reducing the expression level of Snail, suggesting that mTOR is associated with Snail protein stability. Further study found that mTOR kinase can phosphorylate Snail protein in vitro kinase assay, suggesting that Snial is the downstream of mTOR kinase. In summary, we found that Akt-mTOR-Snail signaling pathway is closely related to EnMT. in order to provide a theoretical basis for mTOR inhibitors in the clinical treatment of PH,this project is going to focus on elucidating the molecular mechanism of Akt-mTOR-Snail signaling pathway induced EnMT, including the study of phosphorylation regulation of mTOR on Snail protein and the preliminary studies of Snail target genes; the validation of mTOR inhibitors for the treatment of EnMT in the pulmonary hypertension mice model; the observation of the effect of Akt-mTOR-Snail signaling pathway molecules expression levels on the prognosis of PH patients.

肺动脉高压的肺血管重构是临床治疗的难点，肺血管内皮细胞向间充质细胞的转化(EnMT)是肺血管重构的重要病理过程。我们前期研究发现mTOR抑制剂可显著抑制EnMT；mTORC1可与转录因子Snail（Snail与EnMT密切相关）结合；Akt抑制剂在抑制mTOR磷酸化同时可降低Snail的表达，提示mTOR与Snail蛋白稳定性相关。体外激酶研究发现mTOR可磷酸化Snail，提示Snial为mTOR分子的下游。综上，我们发现Akt-mTOR-Snail通路与EnMT密切相关。本课题着重阐明Akt-mTOR-Snail信号通路诱导EnMT的分子机理，包括mTOR对Snail的磷酸化调控和Snail靶基因的研究；采用小鼠肺动脉高压模型验证mTOR抑制剂对EnMT的抑制作用；观察Akt-mTOR-Snail信号通路分子表达变化对患者预后的影响，为mTOR抑制剂用于临床治疗提供理论依据。

肺动脉高压是不同病因导致的、以肺动脉压力和肺血管阻力升高为特点的难治性疾病。肺血管重构是肺动脉高压的主要发病机制，也是临床治疗肺动脉高压的难点。肺血管内皮细胞向间充质转化是肺血管重构的重要病理过程，寻找能够抑制和逆转内皮间充质转化的关键分子，是目前肺动脉高压研究领域的热点。.我们前期研究发现AKT/mTOR信号通路在肺动脉高压的发病中发挥了重要作用；进一步研究发现非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13（PTPN13）通过去磷酸化Src对AKT/mTOR信号通路起到非常重要的负调控作用。PTPN13位于人类染色体4q21，并且编码蛋白分子量为270KD的非受体型磷酸酶，该磷酸酶包括多个结构域，为许多分子提供结合位点。以往大量研究表明，非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13在许多肿瘤组织中呈现低表达，并且与肿瘤的发生和发展有着密切的关系。在我们实验室最近的研究中发现，在A549细胞中敲低PTPN13可以促进上皮间充质转化的过程，提示非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13可能在内皮间充质转化过程中起着很重要的作用。.内皮间充质转化在血管重构中起到非常重要的作用。我们研究发现IL-1β刺激人脐静脉内皮细胞发生内皮间充质转化过程中，非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13在其中起到重要作用。我们通过免疫荧光，蛋白免疫印迹法，RT-PCR，管腔形成以及迁移实验验证内皮间充质转化的过程。在人脐静脉内皮细胞中转染慢病毒敲低非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13。在人脐静脉内皮细胞中敲低非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13，可以通过激活NF-kB/Snail信号通路诱导内皮间充质转化。我们发现，非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13在人脐静脉内皮细胞中，通过调控NF-kB/Snail信号通路诱导内皮间充质转化过程的发生，并在其中起到重要作用，进一步起到对血管重构的保护作用。由此可以说明，非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13可以通过抑制NF-kB/Snail信号通路抑制内皮间充质转化，进一步抑制或者逆转肺血管重构，为肺动脉高压提供了非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶13这一新的治疗靶分子