p55gamma 对血管平滑肌细胞增殖及损伤诱导的内膜新生的作用研究

Although vascular smooth muscle cells (VSMCs) are normally located primarily in the arterial tunica media and maintained in a non-proliferative state in vivo, arterial injury or excessive mitogenic stimulation triggers migration of VSMCs into the intima layer of the arterial wall, where the VSMCs proliferate and synthesize extracellular matrix proteins, resulting in expansion of the arterial intima, thus forming neointima. Proliferation of neointimal VSMCs constitutes a primary mechanism underlying vascular proliferative disorders, including atherosclerosis, restenosis after balloon angioplasty, and coronary arteriosclerosis, these are the most common causes of severe cardiovascular diseases such as hypertension, myocardial infarction, ischemic heart failure, and strokes. Phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) plays a central role in cell proliferation. PI3K, a heterodimer comprised of a regulatory subunit and p110 catalytic subunit, possesses both lipid kinase and serine/threonine kinase activities. There is evidence that different regulatory subunits might mediate different signaling pathways; however, the mechanism is not well understood. The function of p55γ, a regulatory subunit of PI3K, is poorly understood, especially in cardiovascular system. In this proposal we plan to: 1) Examine the protein or transcription level of p55γ in smooth muscles in proliferative disease models; 2) Examine effects of overexpression or gene silencing of p55γ on the mitogenic stimulation induced VSMC proliferation; 3) Examine effects of knock out of p55γ and overexpression of p55γ in balloon injury induced restenosis with p55γ knock-out mice and p55γ transgenic mice; 4) Decipher the mechanisms of the role of p55γ in VSMC proliferation. The findings from our proposed studies may provide the groundwork for potential gene or protein therapy for vascular proliferative disorder, particularly restenosis after balloon angioplasty and coronary arteriosclerosis.

血管增生性疾病是许多严重心血管疾病的共同病因，其形成机制主要是血管平滑肌细胞过度增殖。p55γ是近年发现的一个磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)调节亚基，虽然在心脏和血管中有表达，但其心血管系统功能仍未知。本课题将研究p55γ对血管平滑肌细胞增殖及损伤诱导的内膜新生的作用及机制。拟开展: 1) p55γ在球囊损伤动脉及有丝分裂原刺激的平滑肌细胞中的表达；2) 在细胞水平研究p55γ对有丝分裂原引起的血管平滑肌细胞增殖的影响；3) 利用在体转染p55γ及p55γshRNA腺病毒，研究高表达或敲低p55γ对球囊损伤诱导内膜新生的影响; 4) 利用p55γ基因敲除和p55γ高表达转基因小鼠，进一步研究p55γ对平滑肌细胞增殖及内膜新生的影响; 5) 研究p55γ发挥功能的分子机制。本课题希望以p55γ为节点，进一步丰富血管平滑肌细胞增殖的调控网络，为临床血管在狭窄的防治提供新的药物设计靶点。

血管增生性疾病（包括动脉粥样硬化、球囊扩张术后血管再狭窄等）是许多严重心血管疾病的共同病因，其形成机制主要是血管平滑肌细胞的过度增殖。而对于血管平滑肌细胞的过度增殖的分子机制仍有待深入研究。在该重大研究计划的资助下，我们在平滑肌细胞增殖调控的机制研究中取得一些重要进展。发现p55gamma通过抑制p53的降解抑制平滑肌细胞的增殖。主要开展了以下研究：研究p55gamma在增殖异常的血管及平滑肌细胞中的表达；在细胞和在体水平，研究了p55gamma 对平滑肌细胞增殖的影响及其作用的分子机制；研究了剪切因子SRSF1在平滑肌细胞增殖中的调控作用及机制。..p55gamma是由PIK3R3基因编码的磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）的调节亚基，p55gamma是否参与平滑肌细胞增殖的调控未见有研究。我们研究发现，p55gamma通过抑制平滑肌细胞增殖从而抑制球囊损伤诱导的新生内膜的形成，其机制是p55gamma与p53形成蛋白复合物，增强p53的稳定性、抑制p53的泛素化降解，导致p53蛋白浓度的增加，并进一步促进其下游分子p21的合成增加，最终抑制细胞增殖、使细胞周期阻滞在S期。由于造成血管板块不稳定的主要原因之一就是细胞凋亡，那么p55gamma在抑制平滑肌细胞增殖的同时，并不诱导细胞凋亡，这使得p55gamma可能成为血管增殖性疾病的理想的作用靶点。该结果于2015年分别在Cardiovasc Res 和J Mol Med (Berl) 杂志上发表。. 通过使用平滑肌细胞特异的SRSF1基因敲除小鼠中，发现损伤诱导的新生内膜的生成明显被抑制。在人源动脉平滑肌细胞（HASMCs）中，高表达SRSF1能够促进细胞的迁移和增殖，与之相反，敲除SRSF1则可抑制平滑肌细胞的迁移和增殖。深入的机制研究发现，SRSF1能够诱导一种p53的截短体亚型133p53的表达升高，而这种截短体亚型也可以促进细胞的增殖和迁移，并且SRSF1诱导的这种133p53的表达可以通过促进133p53-Egr-1复合物的形成而诱导Krüppel-like factor 5 的激活，从而加速细胞周期的进程和增加平滑肌细胞的增殖，最终参与血管增殖发生的病理生理的调控。我们的研究为这种血管增殖紊乱性疾病的防治提供了潜在的靶点。此部分研究已于2017年8月在nature communicati