姜宗来研究团队在血管力学生物学研究中取得新进展

4月25日,Proc Natl Acad Sci USA(美国科学院院刊)在线发表了上海交通大学生命科学技术学院齐颖新、姜宗来教授研究团队在血管力学生物学研究领域关于细胞核骨架蛋白力学响应的研究成果“Nuclear Envelope Proteins Modulate Proliferation of Vascular Smooth Muscle Cells during Cyclic Stretch Application”。

细胞如何将胞外的力学刺激信号转化为胞内的生物化学信号是细胞力信号转导(mechano-transduction)的关键科学问题。国内外现有的相关研究多数集中在细胞膜表面应力感受器,如膜蛋白和离子通道等。本研究关注了细胞核这一细胞内硬度(stiffness)最高和基因转录发生的亚细胞结构,以“动物整体水平观察现象-细胞分子水平探讨机制-动物整体水平验证发现” 的研究思路,探讨了细胞核骨架蛋白emerin和laminA/C在高血压高张应变诱导血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖中的作用及其机制,发现了emerin和laminA/C作为重要的保护性因子,其表达降低参与了高血压高张应变诱导的VSMCs异常增殖;揭示了emerin和laminA/C可分别与包含特异性转录因子motif序列的DNA片段结合,进而调控多种与VSMCs增殖相关的转录因子活性。结果表明,核骨架蛋白能够响应张应变力学刺激,参与调控细胞功能,并提示核骨架蛋白emerin和laminA/C有可能作为高血压血管重建的潜在靶标分子,具有重要的临床转化价值。

这一研究成果将对机械应力感受器的关注由细胞表面转到细胞核,为细胞应力响应机制研究开辟了一个新方向,为发现新的细胞应力感受器、揭示应力诱导血管重建的分子机制与寻找血管重建临床诊断治疗和疗效评价的潜在靶点提供了力学生物学新的重要依据。

该研究获得国家自然科学基金重点项目(11232010)、优秀青年项目(11222223)、面上项目(11572199)以及海外及港澳学者合作研究基金项目(11428207)的资助,所有工作均在国内实验室完成。美国国家科学院、工程院、医学科学院和艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士Shu Chien(钱煦)教授在该研究完成过程中给予了许多具体的指导并推荐了该成果。

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