MKP-3在内皮细胞缺血再灌注损伤中的作用及机制研究

血管内皮不仅是血管的屏障，而且可以产生多种活性物质，调节血管功能和血液供应状态。缺血再灌注引起的组织及器官损伤是临床上许多疾病共有的病理过程，其中内皮细胞的缺血再灌注损伤最早被促发，其严重程度关系到疾病的发生发展及预后。MKP-3是MKPs家族的成员之一，该家族分子的重要特征是能够使MAPKs去磷酸化失活。目前，关于MKPs家族成员，仅对MKP-1研究较多，而对其它成员的生物学功能知之甚少。我们初步的研究结果显示，MKP-3与内皮细胞的缺血再灌注损伤有密切关系，但其具体作用及分子机制有待研究。本项目一方面运用人脐静脉内皮细胞研究MKP-3对内皮缺血再灌注损伤的影响及其分子机制；另一方面运用MKP-3基因敲除小鼠进一步验证MKP-3在内皮细胞缺血再灌注中的作用及其分子机制。该课题的研究将为阐明MKP-3在内皮损伤中的作用提供重要的依据，并对全面了解MKPs家族成员的生物学功能给出新的提示。

丝裂原活化的蛋白激酶磷酸酶（Mitogen-activated protein kinase phosphatases，MKPs）属于一类双位点特异性磷酸酶家族。研究表明，人的内皮细胞能够表达多种MKPs家族成员，其中包括MKP-3。然而，迄今为止，对于MKP-3在内皮细胞生物学功能中的作用及其机理并未得到充分的诠释。丹参是传统中药材，通常被用于心血管系统的疾病治疗。丹酚酸A（Salvianolic acid A，SalA）是丹参重要的水溶性成分，在内皮细胞的氧化应激性损伤中发挥了显著的保护作用。因此，本研究首先探明MKP-3及SalA在缺血再灌注（ischemia/reperfusion，IS/RP）中的作用；然后再探明MKP-3在内皮细胞一氧化氮（NO）合成中的分子作用，同时研究SalA在该过程中的生物学功能。研究发现，人脐静脉内皮细胞（Human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）遭受IS/RP后，MKP-3的表达上调，同时内皮源性的一氧化氮合酶（endothelial NO synthases，eNOS）表达减弱、NO合成减少。siRNA干扰实验表明，MKP-3介导了IS/RP引起的eNOS表达抑制和NO合成减少。对HUVECs转染持续性活化的ERK质粒后，发现MKP-3的以上生物学效应被阻断。研究还发现，组蛋白的去乙酰化及组蛋白去乙酰化酶1（histone deacetylase1，HDAC1）在eNOS启动子上的募集与IS/RP破坏eNOS的表达相关。SalA作为丹参重要的药用成分，能够显著抑制IS/RP对MKP-3表达的诱导，同时能够有效缓解内皮细胞eNOS表达的下调及NO合成的减少。这些研究结果表明，IS/RP诱导MKP-3的表达，从而导致ERK1/2激酶活性抑制以及HDAC1在eNOS启动子上的募集，最终引起内皮细胞NO合成的衰减，而SalA能够抑制MKP-3的表达，在氧化应激引起的内皮NO合成衰减中具有显著的保护作用。