β-actin 聚合状态对内皮型一氧化氮合酶的调节及其机制研究

血管内皮通过释放多种因子调节血管张力，维持血管平衡，发挥抗动脉粥样硬化（AS）作用。其中，一氧化氮（NO）是重要的调节因子之一。内皮依赖型一氧化氮合酶（eNOS）是NO产生的限速酶。eNOS可在翻译后水平发生调节，包括Ca2+依赖和非Ca2+依赖途径；多种蛋白与eNOS之间相互作用可改变其信号转导，调节其活性，如Hsp90。在血小板上,我们发现肌动蛋白β-actin解聚对eNOS活性有正向调节作用，这是通过形成eNOS-β-actin-Hsp90三聚体结构产生的；预实验表明：Ca2+依赖或非Ca2+依赖激动剂能够增加β-actin与eNOS的结合。本课题拟以内皮细胞、AS模型动物来研究β-actin聚合状态的改变是否通过Ca2+依赖和/或非Ca2+依赖途径，影响其与eNOS及Hsp90的结合，改变eNOS信号转导，调节活性，在AS中发挥内皮保护作用，为临床AS疾病的防治提供新思路。

血管内皮通过释放多种因子调节血管张力，维持血管平衡，发挥抗AS作用，其中一氧化氮NO是重要的调节因子之一，心血管系统中内皮型一氧化氮合酶（eNOS）是调节NO产生的主要限速酶。eNOS可在翻译后水平发生快速灵敏的调节，包括氨基酸残基磷酸化修饰及蛋白与蛋白的相互作用。报道提示，激动剂能够通过影响骨架蛋白的聚合状态改变细胞的增殖、迁移和屏障功能，但激动剂是否能够通过影响骨架蛋白与eNOS之间的结合发挥激活eNOS的作用，尚无报道。. 本研究在于验证科学假说：Ca2+依赖和非Ca2+依赖性eNOS激动剂可能通过影响骨架蛋白β-actin的聚合状态及与eNOS的结合来调节eNOS的活性及NO的产生，并阐明其信号通路。在培养的人脐静脉内皮细胞中，用免疫共沉淀的方法发现，激动剂adenosine、histamine、salbutamol及thrombin均能够明显增加单体β-actin与eNOS的结合，在预先给予β-actin聚合稳定剂鬼笔环肽（phalloidin）后，激动剂的这一作用受到了抑制。用放射免疫的方法检测eNOS活性和cGMP的含量，结果显示，激动剂能够显著提高eNOS活性和cGMP的产生，而phalloidin抑制了激动剂对eNOS的激活作用，说明单体β-actin在激动剂引起eNOS的激活中起着关键作用。机制研究显示，phalloidin能够抑制激动剂引起的eNOS Ser1177磷酸化，但对激动剂引起的Akt磷酸化水平的增加无抑制作用，使用Akt抑制剂后，可明显下调激动剂引起的eNOS Ser1177磷酸化水平，但对单体β-actin与eNOS的结合无影响。在转染eNOS Ser1177A和eNOS Ser1177D质粒入HEK-293细胞后，单体β-actin与eNOS的结合减少。. 这些结果表明，激动剂可能通过影响β-actin的聚合状态，促进单体β-actin与eNOS的结合（这一过程依赖于eNOS ser1177位点的结构完整性），增加eNOS Ser1177磷酸化水平，从而激活eNOS，产生NO，发挥内皮保护作用，而β-actin的聚合能够抑制激动剂所诱导的eNOS的激活，进一步说明单体β-actin在激动剂调节eNOS的信号通路中起着重要作用。这一发现提示，骨架蛋白可能成为治疗心血管疾病中内皮功能障碍的新靶点。