TGF-β1/Smads通路调节PMVECs肌样分化在肝肺综合症微血管扩张中的作用和机制研究

肝肺综合症（HPS）是肝脏疾患围术期死亡的主要原因之一，但治疗困难。HPS主要病理变化特征是肺微血管扩张（PVD），我们前一个基金项目研究中发现PMVECs异常增殖与PVD互为因果，还不足以解释HPS病理过程；研究中我们发现PMVECs存在向平滑肌细胞分化并扩张进而加重PVD进展，深入研究其分子机制有望成为HPS防治的新靶点。鉴于TGF-β1/Smads多种细胞分化中起重要调控作用，因此本课题拟建立HPS离体和在体模型，观察HPS时PMVECs中TGF-β1/Smads信号通路分子表达和活性的变化；通过构建Ad-Smad7载体和siRNA技术干预Smad7后，检测模型中PVD改变、细胞超微结构、肌样表型蛋白的转录和蛋白表达改变，以及PMVECs增殖、凋亡以及相关基因的改变；以阐明TGF-β1/Smads信号通路途径调控PMVECs肌样分化在HPS中的作用，为HPS防治探索一条新思路。

肝肺综合症（HPS）是肝脏疾患围术期死亡的主要原因之一，但治疗困难。HPS主要病理变化特征是肺微血管扩张（PVD）。本项目在前期研究中发现PMVECs 存在向平滑肌细胞分化并扩张进而加重PVD 进展，鉴于TGF-β1/Smads在多种细胞分化中起重要调控作用，本项目以TGF-β 1/Smads为核心，研究PMVECs肌样分化在HPS PVD形成中的作用和机制。本项目通过在体和细胞实验，采用RT-PCR、western blotting、MTT、TUNEL、免疫荧光、组织切片分析、动脉血气分析等技术研究发现：①在HPS条件下，PMVECs中肌性蛋白SM-MHC、SM-α-actin、calponin、troponin T显著增加，TGF-β1和BMP-2表达升高，p-Smad2/3、p-Smad1/5蛋白表达升高，Smad7和Smurf1的蛋白表达下降；②转染Smad7抑制PMVECs肌样分化、p-smad2/3激活和降低PVD的程度，Smad7 siRNA干扰促进PMVECs肌样分化、p-smad2/3激活和增加PVD的程度；③Smurf1 siRNA促进PMVECs中Smad1/5和p-Smad1/5的表达，BMP2/Smad通路抑制剂Noggin抑制PMVECs肌样分化、降低PVD的程度、提高动脉血氧分压；④HPS大鼠血清通过下调ANXA1促进PMVECs骨架蛋白重塑和增殖，转染ANXA1抑制PMVECs增殖；⑤改良HPS经典动物模型，显著降低了该模型的死亡率，提高了实验效率；⑥在HPS动物中发现PMVECs是一个先凋亡再增殖的过程，抑制早期PMVECs凋亡可以预防后期PMVECs的过度增殖，从而抑制HPS的形成。上述研究结果证实TGF-β1/ Smad2/3/ Smad7和BMP-2/ Smad1/5/ Smurf1调控PMVECs肌样分化以及PMVECs的骨架重塑、凋亡和增殖在HPS的形成中起着重要作用，调控TGF-β1/ Smad2/3/ Smad7和BMP-2/ Smad1/5/ Smurf1通路可通过抑制PMVECs肌样分化和PVD进而缓解HPS。本项目从PMVECs肌样分化的角度为HPS的临床治疗提供了理论依据，为HPS的动物实验研究提供了稳定、高效的动物模型，同时PMVECs的骨架重塑、凋亡和增殖为下一步HPS的机制研究提供了方向。