IRE1α对血管损伤后再内皮化过程的调控作用研究

发布时间：2020-06-20 12:34

【摘要】：低水平的内质网应激能通过诱导未折叠蛋白反应对细胞起到保护作用,但病理性、慢性内质网应激往往导致组织功能障碍并引发多种疾病,如神经退行性疾病、炎症性疾病、癌症和心血管疾病等。据报告显示心血管疾病是当今社会危害人类健康的主要疾病,越来越多的研究表明内质网应激是心血管疾病发生、发展和临床进展过程中的一个重要事件。IRE1α是内质网应激感受器,在缓解内质网应激、决定细胞命运与调节细胞内环境平衡中具有重要的功能。本论文着重研究内皮细胞中IRE1α在血管损伤后再内皮化过程中的调控机制。首先我们构建了内皮细胞IRE1α特异性敲除的小鼠,然后对小鼠实施股动脉损伤手术与颈动脉损伤手术,观察小鼠手术后内膜新生的程度。HE染色结果表明IRE1α的敲除会促进内皮损伤诱导平滑肌细胞的增生,导致血管再狭窄加重。Evans blue染色与主动脉环实验显示内皮细胞IRE1α的缺失会使再内皮化程度降低。随后在体外,我们以HUVEC细胞为研究对象,利用siRNA敲低IRE1α在内皮细胞中的表达来研究IRE1α对内皮细胞的调控机制。研究结果显示IRE1α的缺失会抑制内皮细胞的增殖并引起细胞周期的阻滞,Transwell与tube formation实验表明IRE1α的缺失还会抑制内皮细胞的迁移和血管形成。通过以上研究,我们发现内皮细胞中IRE1α在再内皮化过程中的调控机制,IRE1α的敲除能抑制内皮细胞的增殖、迁移和血管生成,进而使内皮损伤后的再内皮化程度降低,从而引起内膜新生,加重血管的再狭窄率。之前有关内质网应激对血管功能的重要影响主要集中在血管平滑肌上。本文首次对IRE1α在内皮中的功能作了简单阐述,证明作为内质网应激的感受器,IRE1α能够直接调控内皮细胞的增殖与迁移,这些将直接影响血管修复后的再内皮化过程。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R543
【图文】：

分支,内质网,转录程序,未折叠蛋白

.2 UPR 中三条信号通路简介在酵母中，UPR 仅由一个信号通路控制，由 IRE1p（inositol-requiring prote的 I 型内质网跨膜蛋白介导[10]。在高等真核生物中，UPR 由三类不同的跨膜应受器介导，包括 IRE1α和 IRE1β、PEKR[double-strandedRNA-activatedproteinkinaKR) likeERkinase]、ATF6α 和 ATF6β（activatingtranscriptionfactor6）。这三个 UP支控制特定转录因子的表达和信号事件，调节各种 UPR 下游反应，协调对 ER 的适应。在生理条件下，IRE1α、PERK 和 ATF6 与 Bip/GRP78（Bindimunoglobulinprotein）结合，处于未激活状态（图 1.1.）。在内质网应激时，BIP 些感应蛋白解离并被招募到未折叠或错误折叠的蛋白质中，引发 3 条不同的 UP径[11]。未折叠蛋白也可以直接结合到 IRE1α 和 PERK，导致二聚化、寡聚化，终激活 UPR[12,13]。一旦激活，这些反应会降低蛋白质合成，并诱导转录程序来内质网的蛋白折叠能力从而解决压力[14]。

示意图,示意图,自磷酸化,胞质结构

图 1.2. IRE1 活性示意图。用酵母 IRE1C 端胞质结构域的晶体结构来表征单体、二聚体和多聚物的形态。IRE1 以单体形式存在于内腔，单体的反式自磷酸化导致蛋白质的二聚化和寡聚化。IRE1 的二聚形式也可以在没有磷酸化事件的情况下形成。根据应激程度的不同，细胞反应也不同，而 IRE1 在不同刺激下可能最终导致不同的细胞输出[29]。IRE1α 与 IRE1β 和酵母 IRE1P 激酶具有高度的同源性，最保守的特征是蛋白质C 末端的 RNase-L-结构域和激酶结构域（图 1.2.）。IRE1α 的内腔结构域通过与 Bip结合而保持在其非活性单体状态。ER 中错误折叠的蛋白质的积累会导致 Bip 的释放[11]，从而使管腔结构域二聚化[30]。这使得相关的胞质结构域在 ER 膜的另一侧接近，促进激酶结构域的转自磷酸化，从而导致 RNase 结构域的激活[14]。在出芽酵母中，IRE1RNase 活性对 hac1mRNA 具有特异性，并以不依赖于剪接体的方式切除 252 个核苷酸片段[31]。在哺乳动物中，IRE1α 从 XBP1mRNA 中切除 26 个核苷酸。剪接的转录 XBP1s 编码一种有效的转录激活蛋白，该蛋白可上调 UPR 靶基因的表达[21]，[32]

【相似文献】