IkappaB 激酶2调控细胞肌动蛋白轻链磷酸化水平的分子机制

Various studies have demonstrated that abnormal vascular function characterized by increased contraction and decreased dilation makes significant contribution to the pathophysiology of hypertension. Myosin light chain phosphorylation at Ser19 initiates cross-bridging of myosin and thus the force produced by vascular smooth muscle. However, it remains elusive about the mechanism whereby the myosin light chain phosphorylation is regulated. Our preliminary data indicated that IKK2 may be a myosin light chain kinase. In the present proposal, we hypothesize that IKK2 is a myosin light chain kinase that contributes to the vasoconstriction and thus blood pressure regulation. To test our hypothesis, we propose to manipulate the expression levels of IKK2 in vascular smooth muscle cells with over-expression plasmid or siRNA, and then to assess if these manipulations affect myosin light chain phosphorylation levels. Conditional IKK2 knockout mice will be used to determine if IKK2 contributes to vasoconstriction and blood pressure regulation. We will also determine if IKK2 inhibitors relax human blood vessels, to test their potential application in anti-hypertensive treatment.

异常的血管收缩反应是多数高血压患者的一个主要病因，而血管收缩程度则由肌动蛋白轻链磷酸化水平决定。目前尚未完全了解肌动蛋白轻链磷酸化调控的分子机制。我们前期研究结果提示IkappaB 激酶2 （IKK2）可能是细胞内重要的肌动蛋白轻链激酶，参与调控血管收缩反应。为此，本研究拟首先采用表达质粒和siRNA改变IKK2在血管平滑肌细胞中的表达水平，然后分析IKK2表达水平的改变对肌动蛋白轻链磷酸化水平的影响，以确认IKK2具有调控细胞肌动蛋白轻链磷酸化水平的能力；其次，通过分析平滑肌特异性IKK2基因敲除小鼠的血管收缩反应和血压调控，来探讨IKK2是否参与机体血压的调控；最后，通过分析外科手术患者中IKK2表达水平与血压的关系以及IKK2抑制剂对人小血管的作用来研究IKK2是否在人体内调控血压，为IKK2抑制剂在抗高血压中的应用作初步的探讨。

异常的血管收缩反应是多数高血压患者的一个主要病因，而血管收缩程度则由肌动蛋白轻链磷酸化水平决定。目前尚未完全了解肌球蛋白轻链磷酸化调控的分子机制。我们前期研究结果提示IkappaB激酶2 （IKK2）可能是细胞内重要的肌球蛋白轻链激酶，参与调控血管收缩反应。为此，本研究拟首先采用表达质粒和siRNA 改变IKK2 在血管平滑肌细胞中的表达水平，然后分析IKK2 表达水平的改变对肌球蛋白轻链磷酸化水平的影响，以确认IKK2 具有调控细胞肌球蛋白轻链磷酸化水平的能力；其次，通过分析平滑肌特异性IKK2 基因敲除小鼠的血管收缩反应和血压调控，来探讨IKK2 是否参与机体血压的调控；最后，通过分析外科手术患者中IKK2 表达水平与血压的关系以及IKK2 抑制剂对人小血管的作用来研究IKK2 是否在人体内调控血压，为IKK2 抑制剂在抗高血压中的应用作初步的探讨。.在本项目执行期间，本研究小组培育了IKK2基因敲除小鼠，分离培养了血管平滑肌细胞，并利用这些细胞确认了IKK2抑制剂确实是通过抑制IKK2的肌球蛋白轻链激酶（MLCK）活性来降低肌球蛋白轻链（MLC）的磷酸化。我们还证实TNFα作为经典的IKK2细胞外激动剂可以影响血管平滑肌细胞MLC的磷酸化。更重要的是，我们研究结果显示平滑肌特异性的IKK2敲除足以降低小鼠血管的收缩反应和血压，充分说明IKK2的MLCK活性具有重要的生理学意义。我们还利用从手术切除的人脂肪组织中分离了小血管并证实了IKK2抑制剂确实可以舒张人血管平滑肌的收缩，初步显示上述研究结果具有潜在的临床意义，为今后相关药物的开发打下了一定的基础。