BMP-Smad通路异常激活介导血管平滑肌细胞凋亡促进颅内动脉瘤生长的作用及机制研究

Vascular smooth muscle cells apoptosis is a critical pathology of intracranial aneurysm and its exact mechanism is unclear. Bone morphogenetic protein (BMP) - Drosophila mothers against decapentaplegic protein (Smad) pathway is widely involved in regulating cell proliferation, apoptosis and differentiation. Vascular smooth muscle cells apoptosis mediated by BMP-Smad pathway has been confirmed in specimens and animal models of pulmonary hypertension. Our previous studies further demonstrate high expression of BMP and Smad protein in intracranial aneurysm wall of rats, and confirmed that Smad can inhibit cell proliferation and promote apoptosis via increasing the downstream p57Kip2 expression. So we speculate that BMP-Smad and its downstream pathways mediating cerebral vascular smooth muscle cells apoptosis may play an important role in intracranial aneurysm occurrence. With specimens and rat models of intracranial aneurysm and using molecular biological methods such as gene silencing, we plan to: 1) confirm the connection of BMP-Smad, vascular smooth muscle cell apoptosis and intracranial aneurysm formation；2）clarify the mechanism of vascular smooth muscle cell apoptosis mediated by BMP-Smad and its downstream molecules; 3) explore the role of inhibiting BMP-Smad passway on intracranial aneurysm prevention, and to provide new potential therapeutic targets for the prevention and treatment of intracranial aneurysms.

脑血管平滑肌细胞凋亡是颅内动脉瘤发生的重要病理基础，其确切机制尚不清楚。BMP-Smad通路广泛参与调控人体细胞的增殖、凋亡和分化，该通路介导的血管平滑肌细胞凋亡已在肺动脉高压人体标本和动物模型中得到证实。申请人前期研究发现，BMP和Smad蛋白在大鼠颅内动脉瘤壁中显著高表达，并通过上调其下游p57Kip2表达抑制细胞增殖、促进细胞凋亡，因此我们推测BMP-Smad及其下游通路介导的脑血管平滑肌细胞凋亡可能在颅内动脉瘤发生过程中发挥重要作用。本课题拟在现有研究基础上，借助人颅内动脉瘤标本和大鼠动脉瘤模型，利用基因沉默等分子生物学方法，开展以下研究：1）明确BMP-Smad通路表达、血管平滑肌细胞凋亡及颅内动脉瘤生长的相关性；2）认识BMP-Smad及其下游通路介导血管平滑肌细胞凋亡的机制；3）探索抑制BMP-Smad通路对预防颅内动脉瘤形成的作用，为防治颅内动脉瘤提供新的潜在治疗靶点。

目的：颅内动脉瘤是一种严重威胁人类健康的脑血管疾病。虽然颅内动脉瘤的临床治疗已取得重要进展，但探讨颅内动脉瘤的发病机制是寻找无创治疗的重要方向。血管壁介质的衰弱和血管内皮细胞凋亡引起的血管负性重构降低了动脉抵抗血流冲击的能力，是导致动脉瘤形成的重要因素。本研究旨在探讨BMP-Smad通路异常激活介导血管平滑肌细胞凋亡的机制。.方法：采用动物模型，检测不同时期颅内动脉瘤壁血管平滑肌细胞中BMP-Smad通路的表达，阐明BMP-Smad通路表达、血管平滑肌细胞凋亡与动脉瘤生长的关系。在细胞水平上，使用BMP-smad通路抑制剂和过表达探讨其对血管平滑肌细胞凋亡的影响。.结果：动物实验表明，在血流动力学异常刺激下，大鼠前交通复合体BMP-Smad通路明显激活。BMP-Smad通路抑制剂显著降低IA和血管重构的发生率。此外，与单纯模型组相比，免疫荧光结果显示BMP-Smad通路组的凋亡水平升高。体外细胞模型显示，血管平滑肌细胞BMP-Smad通路的激活与血管平滑肌细胞增生凋亡关系密切。过表达BMP-Smad通路后，VSMC凋亡水平升高。.结论：BMP-Smad通路在血液动力学诱导IA的形成中起关键作用。BMP-Smad抑制剂可减轻血流动力学诱导的大鼠IA形成和血管平滑肌细胞凋亡。BMP-Smad通路有可能成为IA的治疗靶点，值得进一步研究。