miR-351和miR-322通过抑制BMPR在缺氧性肺动脉高压中的作用及分子机制研究

肺动脉高压(PAH)的死亡率很高，但发病机制尚未阐明，多认为肺动脉平滑肌细胞(PASMC)异常增殖导致的肺血管收缩与重建是PAH的重要病理基础。前期芯片筛选和定量PCR验证发现：miR-351和miR-322在缺氧性PAH小鼠肺组织和PASMC中的表达明显上调，但其功能尤其是其与PAH发生发展的关系，迄今国内外尚无报道。本项目根据前期结果推测，miR-351和miR-322通过抑制靶基因骨形成蛋白受体(BMPR2和BMPR1A)使PASMC出现增殖性改变，进而诱导肺血管收缩与重建。为验证这一假说，本项目将进一步研究miRNA的表达、调控及靶基因的验证，从离体和在体两个层次研究miR-351和miR-322对PASMC增殖和血管重建的影响及其信号传导通路，并通过PAH患者样本分析，明确miRNA与PAH在临床上的关系。本研究将为解析PAH的发病机理和寻找新的治疗靶点提供新思路。

背景：肺动脉高压（Pulmonary artery hypertension，PAH）是一类由不同发病机制引起的以肺动脉压力和肺血管阻力升高为特点的临床综合症。研究发现，慢性缺氧引起的肺动脉平滑肌细胞的增殖、迁移及肺血管结构重建是其主要的发病机制之一。近年来研究表明，miRNA在这个过程中起到关键作用。然而，目前对于miRNA在缺氧条件下调控肺动脉平滑肌细胞增殖迁移的分子机制的认识仍然十分有限。. 目的：研究miR-322和miR-351在缺氧引起的肺动脉高压中的作用及调控机制。. 方法和结果：首先，建立了缺氧诱导的PAH小鼠模型，利用miRNA芯片技术和荧光定量PCR方法进行筛选及验证，结果发现miR-322/-351在此过程中显著上调。对体外培养的大鼠肺动脉平滑肌细胞RPASMC和大鼠胸动脉平滑肌细胞系A7r5进行缺氧处理，qRT-PCR检测证明缺氧能够显著上调miR-322/-351在肺动脉平滑肌细胞中的表达；其次，通过启动子报告基因实验、染色质免疫共沉淀（ChIP）实验以及qPCR检测，发现HIF-1可以直接结合在miR-322/-351的启动子上并激活其转录。进一步利用细胞免疫荧光技术和western bolt检测方法，证实HIF-1与miR-322/-351存在正反馈调节。此外，通过EdU掺入实验、流式细胞术、细胞划痕损伤愈合实验及Western blot检测，发现miR-322/-351能够显著促进RPASMC和A7r5的细胞增殖和迁移，并抑制细胞分化表型蛋白Caponin和Smoothelin的表达；最后，结合生物信息学预测、3’-非翻译区(3’-UTR)荧光素酶报告基因实验和Western blot分析，鉴定了BMPR1a和SMAD5是miR-322的靶基因。进一步通过Western blot检测BMP信号通路中其它相关蛋白的表达，结果提示miR-322/-351参与了BMP信号通路的调节。. 结论：本研究发现缺氧能够上调miR-322/-351在肺动脉平滑肌细胞中的表达，并揭示了其转录调控的分子机制；证实miR-322/-351可以通过抑制BMP- Smads信号通路促进血管平滑肌细胞的增殖、迁移，并抑制细胞分化。研究结果为阐释PAH的发病机理和寻找新的药物治疗靶点提供了新思路。