减阻剂升高剪切力抑制YAP/TAZ表达从而改善自发性高血压大鼠主动脉重塑

Our previous studies showed that drug reducing polymers can inhibit aortic remodeling in spontaneously hypertensive rats (SHR), but the mechanisms remain unclear. It has been reported in the literature that up-regulation of Yes-associated protein/transcriptional coactivator (YAP/TAZ) in smooth muscle cells can increase extracellular matrix and promote arterial remodeling, while up-regulation of shear force can inhibit YAP expression in smooth muscle nuclei. Our previous study found that drag reducers increase blood flow shear. Therefore, we hypothesized that drag reducing polymers can improve the hypertension-induced aortic remodeling by increasing the shear force of blood flow to inhibit the YAP/TAZ signaling pathway. In this project, the primary culture of aortic smooth muscle cells in combination with the parallel plate flow chamber model and the whole animal model of SHR are to be used for SHR. Through overexpression and silencing of YAP genes, the following studies will be performed: 1. Effect of increasing shear force on smooth muscle cells, extracellular matrix, and aortic remodeling; 2. Effect of drag reducing polymers on YAP/TAZ and its downstream signaling pathways. The completion of this project is expected to further reveal the molecular mechanism of drug reducing polymers in inhibiting aortic remodeling and provide theoretical evidence for its clinical application.

我们前期研究显示减阻剂可抑制自发性高血压大鼠（SHR）主动脉重塑，但其作用机制不清。文献报道，平滑肌细胞中Yes相关蛋白/转录共激活子（YAP/TAZ）的上调可增加细胞外基质从而促进动脉重塑，而上调血流剪切力可抑制平滑肌细胞核内YAP表达。我们前期研究发现减阻剂可升高血流剪切力。因此我们假设：减阻剂可通过升高血流剪切力抑制YAP/TAZ信号通路从而改善高血压诱导的主动脉重塑。本项目拟用SHR的主动脉平滑肌细胞原代培养结合平行板流动腔模型及SHR整体动物模型，通过过表达和沉默YAP基因，进行以下研究：1.升高剪切力对平滑肌细胞、细胞外基质及主动脉重塑的影响；2.减阻剂对YAP/TAZ及其下游信号通路的影响。本项目的完成可望进一步揭示减阻剂抑制主动脉重塑的分子机制，为其临床应用提供理论证据。

高血压是最常见的慢性非传染性疾病之一，约每四个成人中就有一人是高血压患者，严重威胁着人类健康。高血压引起的动脉重塑是严峻的临床问题，是高血压患者全因死亡率和心血管死亡率的独立危险因素。主动脉在收缩期储存弹性能量，在舒张期维持血流。高血压导致血管细胞重塑和基质过度生成，损害动脉正常的机械功能，增加心肌梗塞、脑卒中、肾功能衰竭及失明等并发症的风险，并且进一步升高中央脉压。目前研究倾向于降低血压以控制动脉重塑。然而，高达40%的高血压患者即使联合使用三种或三种以上的降压药物也无法达到正常血压。因此寻找新的有效延缓血管重塑的生物学靶点具有迫切的临床需求与价值。本研究通过构建主动脉弓缩窄（Transverse Aortic Constriction，TAC）模型模拟高血压动脉重塑，运用转录组测序筛选压力超负荷诱导的动脉重塑模型中的差异表达转录本，探寻引发高血压动脉重塑发生的潜在重要分子靶标。研究发现TAC模型升主动脉结扎近端血压显著升高，升主动脉发生明显、典型重塑，重塑动脉巨噬细胞浸润增加、炎症因子表达明显升高。生物信息学分析表明免疫应答、炎症反应、氧化磷酸化、心脏和血管收缩及PPAR信号通路相关过程和基因显著富集。生物信息学分析和实验证实PPARα及其下游基因表达在TAC模型组显著下调，提示PPARα可能是干预动脉重塑的潜在靶点。靶向激活PPARα显著减轻TAC模型升主动脉炎症反应，抑制TAC模型升主动脉巨噬细胞浸润，体内和体外实验均证实靶向激活PPARα抑制巨噬细胞向M1型极化，显著改善压力超负荷诱导的主动脉重塑。进一步研究发现，激活PPARα后，YAP靶基因下调。PPARα与YAP存在相互作用。激活PPARα通过增强其与YAP相互作用，抑制YAP入核，使YAP滞留在细胞浆中失去活性，从而抑制巨噬细胞向炎性巨噬细胞M1转换。本研究为临床上治疗高血压动脉重塑提供新的治疗靶点和策略。