自噬调控BMPR-II促VSMC表型转化在胸主动脉夹层发生中的作用及机制研究

Thoracic aortic dissection (TAD) is the result of biomechanical weakening of the aortic media and vascular aortic smooth muscle cells (VSMCs) phenotypic transition from the contractile to the synthetic type might result in instability of the aortic media, which are responsible for the occurrence of TAD.Recently, we demonstrated that the expression of Autophagy is up-regulated in the aortic VSMCs of TAD, and that ectopic expression of Autophagy can induce VSMC phenotypic transition from the contractile to the synthetic type in aortic VSMCs, indicating that high expression of Autophagy in aortic VSMCs may contribute to the development of TAD. In addition, we found that Autophagy significantly inhibited the expression of BMPR-II, which has been shown to play a key role in the regulation of VSMC phenotype transition. These data suggest that Autophagy might regulate VSMC phenotype transition through the BMPR-II-mediated transcriptional pathway. However, the mechanisms that underlie Autophagy regulation of BMPR-II expression and VSMC phenotype transition warrant further investigation. In this application, we propose to elucidate the roles of Autophagy/BMPR-II axis in the VSMCs phenotypic transition by multiple approaches including bioinformatic analysis, luciferase reporter assay, RNA interference, ChIP, ChIP-chip, and clinical investigation. It's hoped that successful elucidation of the molecular pathways involved in the regulation of the VSMCs phenotypic transition in TAD by Autophagy will provide important clues for the development and evaluation of novel therapies against TAD.

动脉血管平滑肌细胞（VSMC）由收缩型向合成型转化所导致的主动脉中层管壁薄弱是胸主动脉夹层(TAD)形成的重要病理基础。尽管目前相关的机制研究已成为该领域的探索热点并取得了一定的进展，但迄今有关自噬调控VSMC表型转化的研究却鲜有报道。我们前期发现自噬在TAD中膜组织中表达水平显著高于正常组织，细胞学实验显示自噬可能通过下调BMPR-II表达促进VSMC由收缩型向合成型转变，但具体的作用机制仍有待于明确。本项目拟在此基础上通过荧光素酶报告基因、ChIP-chip、基因芯片检测、生物信息学分析以及相关的细胞功能实验等明确不同环节的作用途径，进而建立起自噬下调BMPR-II表达促进VSMC由收缩向合成型转化的信号通路。此外，我们还将通过相关的动物模型及临床统计分析评价该通路中的关键基因表达与VSMC表型转化及其与TAD发生发展的相关性，为今后开展TAD相关的临床诊疗研究提供理论依据。

动脉血管平滑肌细胞（VSMC）由收缩型向合成型转化所导致的主动脉中层管壁薄弱是胸主动脉夹层（TAD）形成的重要病理基础。我们前期发现自噬在TAD中膜组织中表达水平显著高于正常组织，细胞学实验显示自噬可能通过下调BMPR-II表达促进VSMC由收缩型向合成型转变，但具体的作用机制尚不明确。本项目主要研究内容：1)自噬下调BMPR-II表达促进VSMC向合成型转化的作用研究；2)BMPR-II调控VSMC表型转化的机制研究；3)体内自噬/BMPR-II调控VSMC表型转化的作用研究；4)自噬/BMPR-II表达与TAD临床病理因素的相关性研究。主要研究结果：1)在人体TAD及TAD动物模型中均证实了VSMC由收缩型向合成型的转化，VSMC中自噬水平显著增强，同时BMPR-II的表达明显下调，该研究结果目前国内外均未见文献报道；2)在体外利用PDGF-BB诱导VSMC表型转化的研究中，通过自噬的增强和抑制实验，发现随着自噬的增强，VSMC向合成型转化及促进细胞增殖的发生，同时伴有BMPR-II的显著下调；反之通过抑制自噬发生，则出现相反的生物学改变；而且研究发现泛素化修饰BMPR-II，促进BMPR-II的自噬降解可能是其作用途径，由此为研究TAD中VSMC自噬调控其生物学功能研究开辟了新的思路；3) 在进一步研究BMPR-II调控VSMC表型转化的过程中，我们发现TAD组织中激活素A受体I型（ACVR1）的表达明显下调，通过构建BMPR2及ACVR1的高表达质粒转染VSMC，发现其可以阻滞PDGF-BB诱导VSMC向合成型的转化；然而在此过程中，自噬增强剂（雷帕霉素）可下调BMPR2及ACVR1的抗VSMC增殖作用。最后，通过STRING数据库分析及Co-IP实验，首次证实BMPR2与ACVR1两者之间的相互作用影响VSMC向合成型的转化，该研究结果目前也均未见国内外文献报道。根据以上的研究初步揭示了自噬通过降解泛素化修饰的BMPR-II而调控VSMC的表型转化进而参与TAD的发生过程，并且ACVR1与BMPR-II的相互作用的对其下游的调控通路也有着一定的影响。