BMPR-II棕榈酰化介导肺微血管内皮细胞“CV-2/BMP2稳态失衡”在肝肺综合征IPVD和新生血管生成中的作用和机制研究

Poorly defining the mechanisms responsible for the intrapulmonary microvascular dilation (IPVD) and neoangiogenesis result in no effective medical therapies of hepatopulmonary syndrome (HPS). Our previous study indicated that “the myogenic differentiation of PMVECs induced by CV-2/BMP2 imbalance” might be the key upsream event in the pathogenesis of IPVD and neoangiogenesis. Further, our preliminary experiments suggested that aberrant DHHC24 signaling leading to the lipid raft aggregation of BMPR-II and disorders of "CV-2/BMP2 homeostasis" could be the critical regulatory pathway. In this study, models of HPS and PMVECs will be established. Recombinant adenovirus transfection, total internal reflection fluorescence microscopy and mass spectrometry will be applied to identify the role of DHHC24/BMPR-II pathway regulating the myogenic differentiation of PMVECs in the pathogenesis of IPVD of HPS, to explore whether the regulation of DHHC24 activity inducts the maintenance of PMVECs differentiation is the more protective and new therapeatic strategies for HPS treatment.

肝肺综合征（HPS）机制不明、防治困难，针对其核心进程“肺内微血管扩张（IPVD）”和新生血管生成机制进行研究一直是HPS防治研究策略。我们在前期研究工作中发现“CV-2/BMP2稳态失衡介导PMVECs肌样分化”是IPVD和新生血管生成病程中上游关键事件，值得深入研究。进一步预实验提示“棕榈酰转移酶DHHC24的过表达可能引起BMPR-II棕榈酰化修饰和细胞膜脂筏内外重分布，可能是导致 “CV-2/BMP2稳态”的主要原因。因此本课题拟建立HPS在体和PMVEC离体模型，采用基因转染、单分子荧光显微成像和质谱分析等技术，阐明DHHC24介导BMPR-II棕榈酰化修饰和胞膜重分布在CV-2/BMP2稳态失衡，继而导致PMVEC“肌样分化”中的作用，为制定以“BMPR-II棕榈酰化修饰和细胞膜脂筏内外重分布”为靶点，诱导恢复“CV-2/BMP2稳态”以获得更佳的HPS治疗新策略奠定理论基础。

肝肺综合征（Hepatopulmonary syndrome, HPS）是在慢性肝病基础上出现的病理性肺微血管扩张（Intrapulmonary vascular dilatation, IPVD）、严重低氧血症，在肝硬化患者中发病率可达 15 %，是引起围术期肺部感染及呼吸衰竭的主要原因。目前，临床上仍缺乏有效的防治手段。病理性血管新生是导致低氧血症，呼吸困难的重要因素。由此本研究建立大鼠HPS 在体和离体模型，采用免疫组化、电镜技术、活细胞激光共聚焦成像等方法，动态观察HPS 后PMVECs 细胞肌样分化以及肌样分化相关蛋白的规律及变化特点；深入研究DHHC24 异常致PMVECs 发生BMPR-II 的棕榈酰化水平增高、BMPR-II脂筏内的异常聚集对PMVECs 增殖、迁移和肌样分化的影响以及具体作用机制，以及验证“抑制PMVECs 细胞棕榈酰化水平”为HPS 防治策略的可行性。研究结果证实DHHC24 异常介导BMPR-II 棕榈酰化水平增高、BMPR-II 脂筏内的异常聚集引起PMVECs增殖、迁移和肌样分化，促使HPS的发生和发展。为制定以BMPR-II 的棕榈酰化修饰为靶点，抑制PMVECs 肌样分化以获得更佳保护的HPS 治疗新策略奠定理论基础。同时，在研究细胞膜脂筏作用时，研究发现外泌体内吞入内皮细胞在PMVECs增殖和迁移中有重要作用，进一步研究发现血清外泌体内非编码 RNA在调控 HPS 肺病理性血管新生中起关键作用。本项目所获研究结果进一步深化了对HPS后血管生成分子机制的认识，为 HPS 的有效干预提供理论依据。