移植物动脉内皮细胞凋亡诱导受体动脉内皮间质转化参与移植物动脉硬化的作用及机制研究

Excessive proliferation of smooth muscle cells in neointima is the main pathological characteristic of allograft arteriosclerosis. Recent studies found that allograft arterial endothelial cells apoptosis promotes neointima formation and results in allograft arteriosclerosis, however, the mechanism of the process is unclear. Our previous study suggested that transplant arterial endothelial cells apoptosis may induce transition of arterial endothelial cells to mesenchymal smooth muscle cells, migration of them to transplant arterial intima and proliferation into neointima through production of cytokines, which results in allograft arteriosclerosis. . In this study, in order to investigate the effect of transplant arterial endothelial cells apoptosis on recipient arterial endothelial-mesenchymal transition and elucidate the mechanism that it involves in allograft arteriosclerosis, we will establish rat allogeneic aorta transplant models and inhibite transplant arterial endothelial cells apoptosis by constructing and transfecting expression vector of Bcl-xL with Tie2 promoter in vivo. On the other hand, we will primarily culture arterial endothelial cells in vitro and induce their apoptosis by transfecting p53 gene to explore the mechanism and influence of arterial endothelial cells apoptosis on arterial endothelial-mesenchymal transition. In summary, we will clarify the roles of allograft arterial endothelial cells apoptosis in recipient arterial endothelial-mesenchymal transition and elucidate the mechanism that it involves in allograft arteriosclerosis at systemic and cytological levels. It will be a novel pathogenesis for chronic rejection and will provide theoretical evidence for its clinical prevention and treatment. .

新生内膜平滑肌细胞过度增殖是移植物动脉硬化的主要病理学基础。研究发现，移植物动脉内皮细胞凋亡可促进新生内膜形成导致移植物动脉硬化的发生，但其作用机制不明。本课题组前期研究提示，移植动脉内皮细胞凋亡可能通过产生细胞因子诱导动脉内皮细胞向间质平滑肌细胞转化并迁移至移植动脉内膜过度增殖形成新生内膜而导致移植物动脉硬化。.本项目拟建立同种异系大鼠主动脉移植模型，构建并转染抗凋亡基因Bcl-xL的Tie2启动子表达载体，通过抑制移植动脉内皮细胞的凋亡，探讨其对受体动脉内皮细胞间质转化的作用及其参与移植物动脉硬化的影响及机制；体外培养动脉内皮细胞，转染p53基因，通过促进动脉内皮细胞凋亡探讨其对正常动脉内皮细胞间质转化行为的影响及机制；从整体水平和细胞水平研究移植物动脉内皮细胞凋亡诱导受体动脉内皮细胞间质转化参与移植物动脉硬化的作用及机制，阐明慢性排斥反应新的发病机理，为其临床防治提供理论依据。

新生内膜平滑肌细胞过度增殖是移植物动脉硬化的主要病理学基础，而移植物动脉内皮细胞凋亡是促进新生内膜血管平滑肌细胞增殖的首要环节，但其作用机制不清。我们前期研究提示，受体动脉内皮细胞间质转化可能是参与移植物动脉内皮细胞凋亡促进新生内膜血管平滑肌细胞增殖的关键因素。. 本项目通过建立同种异系大鼠主动脉移植模型，对异系移植供体大鼠敲入内皮启动子特异的抗凋亡基因，抑制移植动脉内皮细胞凋亡，从整体水平探讨移植动脉内皮细胞凋亡诱导受体动脉内皮细胞间质转化参与移植物动脉硬化的影响及机制。另一方面，体外培养动脉内皮细胞，通过转染促凋亡基因，诱导其凋亡，在细胞水平研究动脉内皮细胞凋亡诱导正常动脉内皮细胞间质转化的作用及机制。. 我们研究发现，异体移植受体的免疫活化攻击首先导致移植动脉内皮细胞凋亡。凋亡的动脉内皮细胞将诱导其自身及邻近的正常动脉内皮细胞表达转化生长因子（TGF）-β1。TGF-β1则进一步活化正常动脉内皮细胞的TGF-β/Smad3、PI3K/Akt/mTOR和MAPK/ERK信号通路。这些信号通路活化在体内外均诱导受体动脉内皮细胞向间质平滑肌细胞转化。发生平滑肌间质转化的受体动脉内皮细胞则迁移至移植动脉内膜参与损伤修复，并积聚、增殖形成新生内膜，从而使管腔狭窄，最终导致移植动脉硬化。在体外，给予中和抗体阻断TGF-β1活性，或给予信号通路抑制剂抑制动脉内皮细胞上述信号活化，均可抑制动脉内皮间质转化。在体内，予以异体移植供体大鼠敲入内皮特异性抗凋亡基因，抑制移植动脉内皮细胞凋亡，或给予异体移植受体大鼠上述信号通路抑制剂治疗，均可有效抑制受体动脉内皮间质转化，而减轻移植动脉硬化。. 我们的研究完整阐述了移植动脉内皮细胞凋亡，通过诱导邻近受体动脉内皮细胞间质转化为平滑肌细胞，从而促进移植动脉硬化的作用及机制，从病理角度为慢性排斥反应的发生提供了一种新的发病解释，并且为开发新的防治策略提供了理论依据。