TRPV4通道介导S-flow 诱发的HDAC5磷酸化依赖性出核转运改善动脉粥样硬化的分子机制研究

Atherosclerosis is a common pathological basis of cardio-cerebro-vascular diseases. Endothelial dysfunction is one of the key factors of atherosclerosis. S-flow of blood shear stress is considered an essential factor in maintaining vascular function. It has been shown that S-flow could induce HDAC5 phosphorylation and nuclear export and then regulates the expression downstream genes related to atherosclerosis. Furthermore, S-flow could influence Ca2+ cell signal by regulate CaMK4 activation via TRPV4. Hence, we hypothesize that the process of S-flow-induced HDAC5 phosphorylation and nuclear export is mediated by TRPV4 channel. In this proposed project, based on ApoE-/- mice, human umbilical vein endothelial cell (HUVECs) and bovine aortic endothelial cell (BAECs), we will use animal model, adenovirus recombinant vectors and siRNA transfection, phosphorylated proteins detection, co-immunoprecipitation, fluorescence microscope and laser scanning confocal microscope to examine the effect of S-flow on HDAC5 phosphorylation and nuclear export; to define the regulatory role of TRPV4 in S-flow-induced CaMK4 activation and HDAC5 phosphorylation; to determine the role of S-flow induced HDAC5 in endothelial dysfunction. This research will pave the way to the development of novel therapeutic strategy for the treatment of atherosclerosis.

动脉粥样硬化是多种心脑血管病共同病理基础。内皮功能障碍是AS发生的始动因素和中心环节。血流剪应力中的 S-flow被认为是生物力学改善血管功能障碍的最重要因素。研究发现S-flow 可以激活HDAC5 磷酸化依赖的出核转运，调控下游AS基因表达，经TRPV4调控CaMK4影响Ca2+ 的信号传导。因此，我们猜测 S-flow 诱导HDAC5磷酸化依赖的出核转运是由TRPV4 通道介导的。研究用ApoE-/-小鼠、人脐静脉内皮细胞及牛主动脉内皮细胞为研究对象，通过动物模型、腺病毒重组载体及siRNA转染、磷酸化蛋白表达、免疫共沉淀、荧光及共聚焦等手段，分析S-flow 对HDAC5 磷酸化及出核转运的影响；明确TRPV4 在S-flow 诱导下CaMK4活化及HDAC5的调控作用；阐明S-flow诱导的HDAC5在内皮功能紊乱中的作用，为AS有效改善、药物及新型治疗技术的研发提供理论基础。

动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)是心脑血管疾病共同的病理基础, 严重危害人类健康。总体上看, 中国心血管病患病率及死亡率仍处于上升阶段。动脉粥样硬化是一种慢性炎症血管性疾病，炎症反应在动脉粥样硬化发展的各个阶段都起着至关重要的作用，但炎症与动脉粥样硬化的潜在机制还尚未阐明。因此，从炎症角度出发探讨动脉粥样硬化的发病机制，对于该疾病的防治具有重要意义。.层流剪切力(Laminar shear stress, LSS)，是在血流作用于血管表面内皮细胞的摩擦力，通过影响内皮细胞基因的表达来发挥抗炎、抗粘附、保护内皮细胞等重要作用，从而影响动脉粥样硬化的发生发展，本研究中所提及的流体剪切力均为层流剪切力。.长链非编码RNA (Long noncoding RNA, lncRNA)是大于200个核苷酸的非编码RNA。越来越多的证据表明lncRNA能够影响血管细胞迁移、增殖、血管新生及炎症等多种生物过程，从而在心血管疾病的发展中起着关键作用。然而，在具有抗动脉粥样硬化作用的流体剪切力作用下lncRNA的表达和功能尚不清楚。.本研究通过高通量测序数据分析流体剪切力加载内皮细胞中差异表达的lncRNA与mRNA，结合生物信息学网站预测与lncRNA潜在相关的miRNA和mRNA，构建流体剪切力作用下lncRNA/miRNA/mRNA共调控网络，分析调控网络中差异基因的功能。此外，通过检测流体剪切力作用下AF131217.1的表达水平和AF131217.1/miR-128-3p/KLF4之间的靶向调控关系，进一步探索AF131217.1/miR-128-3p/KLF4通路对内皮细胞生物学功能的影响，从而明确其在动脉粥样硬化进程中发挥的作用。