膜整连蛋白β4介导血管内皮与神经干细胞相互作用的分子机制研究

申请人所在实验室在国家自然科学基金（30070187，30240044，30370299，30470404，30570749）资助下，已建立了研究膜整连蛋白β4调节血管内皮细胞增殖和凋亡、以及神经干细胞增殖和神经元分化的实验系统。在此基础上，为了深入研究膜整连蛋白β4对血管内皮与神经干细胞相互作用的调节及其分子机制，拟利用常规细胞共培养和水凝胶细胞共培养方法，首先在体内外确定膜整连蛋白β4在血管内皮与神经干细胞相互作用中的功能；然后，证明膜整连蛋白β4与内皮型一氧化氮合成酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）的相互关系，最终提出膜整连蛋白β4介导血管内皮与神经干细胞相互作用的可能分子机制。为阐明血管内皮与神经干细胞相互作用的分子机制提供实验证据，同时为神经退行性疾病和血管疾病的治疗提供新的靶点。

膜整连蛋白β4一直被认为是一种膜蛋白，存在于细胞膜上发挥重要作用，但是我们的实验发现，膜整连蛋白β4可以从细胞膜上转移到细胞核中发挥作用。在人脐静脉血管内皮细胞中，膜整连蛋白β4细胞质区段Y-1494位点磷酸化水平升高，同时磷酸化的膜整连蛋白β4发生显著的入核现象，通过激活KITLG/IL-8/ /PTGS2/ATF3通路最终诱导血管内皮细胞凋亡。我们的结论首次证明膜整连蛋白β4的核位移在诱导血管内皮细胞凋亡中的作用，为治疗内皮凋亡引起的血管性疾病提供潜在治疗靶点。另外，胚胎干细胞具有潜在的组织再生能力和修复受损成体器官的能力，因此它具有巨大的应用前景，而胚胎干细胞多能性维持调控是亟待解决的问题。我们的研究表明无论是小鼠还是人的正常培养胚胎干细胞中，膜整连蛋白β4的表达量都较高，并且分布于细胞膜及细胞质中。但是在胚胎干细胞分化过程中，细胞不再维持其干性的特征，膜整连蛋白β4的表达水平显著降低，并且发生显著的核位移现象，同时长非编码RNA FLJ11812水平下降，并通过螯合miRNA4459靶向LARP1和CDC20B降低胚胎干细胞的干性。我们的结论表明，膜整连蛋白β4是维持胚胎干细胞干性的重要因子，这为阐明胚胎干细胞干性维持的分子机制提供有力的实验证据，为今后胚胎干细胞应用于临床细胞移植提供理论基础。