转录因子NF-E2相关因子3在小鼠胚胎干细胞定向分化血管平滑肌细胞中的作用及机制研究

胚胎干细胞（ESCs）是来自于囊泡阶段的内细胞团的多能性细胞系，具有无限增殖和多向分化的潜能，可在体外诱导为VSMCs，但其定向分化机制尚未明确。本课题组用IV型胶原成功诱导小鼠ESCs向VSMCs分化，初期研究显示转录因子Nrf3在此过程中的表达显著上调。已知Nox4在维持VSMCs分化表型及ESCs定向分化VSMCs中均起关键作用，其活性主要在转录水平受到调控，推测Nrf3可能通过调控ESCs内Nox4基因转录控制其向VSMCs分化。本研究通过观察增强或减弱Nrf3对小鼠ESCs表达VSMCs分化标志物的影响以明确Nrf3对ESCs向VSMCs分化的调控作用；进一步通过研究Nrf3对小鼠ESCs内Nox4基因转录活性的影响，探讨Nrf3调控分化的作用机制；建立稳定表达Nrf3的小鼠ES细胞株，评价其VSMCs样生物学特性。本研究对血管再生性治疗和细胞工程具有十分重要的意义和宽阔的前景。

胚胎干细胞(ESCs)是来自于囊泡阶段的内细胞团的多能性细胞系，具有无限增殖和多向分化潜能，可在体外诱导为血管平滑肌细胞(VSMCs)，但其定向分化机制尚未阐明。本课题组用IV型胶原体外成功诱导小鼠ESCs向VSMCs分化，进而对参与调控该分化过程的诱导因子及分子机理进行深入探索，取得了系列研究成果。（1）我们揭示转录因子Nrf3对ESCs向VSMCs分化起关键性的调控作用；我们构建了含有3.5kb的Nox4基本启动子报告基因质粒pGL3-Nox4，与Nrf3表达质粒pEF-NRF3共转染小鼠ESCs，发现Nrf3显著上调Nox4基因转录活性；同时建立了稳定表达Nrf3的小鼠ES细胞株，发现其明显的VSMCs样生物学特性。（2）我们发现血小板衍化生长因子（PDGF-BB）通过转录激活上调小鼠ESCs中HDAC7基因表达；我们对HDAC7启动子序列进行生物信息学分析后发现存在转录因子Sp1结合位点，最终明确了PDGF-BB刺激能增强小鼠ESCs核内SP1蛋白与HDAC7基因启动子特定位点相结合，从而决定其向VSMCs分化。（3）我们发现血管紧张素II（Ang II）可以呈浓度依赖性的刺激VSMCs标志基因的表达，并且该促分化功能主要是通过AT1受体实现的；同时证实 PI3K/Akt及NF-κB信号通路是其发挥作用的主要分子机制。本课题研究有助于加深人们对VSMCs分化机制的认识，为今后有效地防治血管疾病提供新的潜在药物靶点。同时也为干细胞组织工程人造血管的研发提供实验依据。