核骨架在低切应力调控血管内皮细胞增殖与凋亡中的作用

低切应力引起血管内皮细胞（ECs）增殖与凋亡异常，促进动脉粥样硬化发生发展的机制尚不明确。本项目拟应用平行平板流动腔模型，将生物学实验、力学和计算机模拟分析相结合，探讨核骨架成分LINC和Lamin A表达水平和分布结构在感受切应力刺激、调控ECs增殖与凋亡中的作用。应用高表达载体转染和RNAi分别上调和下调核骨架表达水平，检测其在切应力调控ECs增殖与凋亡中的作用。建立SUN跨膜结构域显性负突变ECs，打断细胞骨架与核骨架的偶联，应用激光共聚焦显微镜逐层扫描技术，对切应力作用下核骨架分布结构进行三维重建。应用有限元分析计算核表面应力分布，将核骨架结构变化与核表面应力分布结果相拟合，探讨细胞核能否直接感受切应力刺激，及核骨架成分分布结构在低切应力调控ECs增殖与凋亡中的作用。本项目研究将以往对机械应力感受器的关注由细胞表面转到核骨架，为揭示力学因素如何产生生物学效应诱导血管重建提供新思路。

本项目按照项目计划书完成了预定的研究任务。首先应用平行平板流动腔系统，探讨了外层核骨架蛋白Nesprin2、内层核骨架蛋白SUN1和核纤层骨架蛋白LaminA在切应力调控血管内皮细胞（endothelial cells, ECs）增殖和凋亡中的作用及其可能机制。项目首先研究了切应力对ECs 3种核骨架蛋白表达水平及细胞增殖、凋亡功能的影响，以及联合培养的血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells, VSMCs）在ECs感受切应力变化、调控核骨架蛋白表达和细胞功能中的作用；应用RNA干扰技术特异性下调3种核骨架蛋白表达，同时构建高表达载体特异性上调其表达，并结合转录因子活性芯片技术，探讨了不同核骨架蛋白对转录因子活性的调控作用，以揭示核骨架蛋白调控ECs增殖和凋亡功能变化的分子机制；之后应用激光共聚焦显微镜结合图像分析，定量描述切应力对细胞骨架的分布作用。研究结果提示，核骨架蛋白作为一类新的力学敏感分子，可能参与了切应力调控的ECs增殖和凋亡功能变化，提出核骨架蛋白可能作为新的机械应力感受器，参与了力学因素诱导血管重建的分子机制。