《血流切應力影響斑馬魚血管發育的力學生物學機制研究》是依託重慶大學，由王貴學擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：血流切應力影響斑馬魚血管發育的力學生物學機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王貴學
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
血管發育在很大程度上由遺傳控制，而近年研究發現血流切應力調節也是血管發育的必要因素，但其相關的力學生物學分子機制尚未闡明。為明確血流切應力調節血管發育的力學生物學機制，本項目提出如下假設：血流切應力參與調節血管發育過程，且是通過改變血管內皮細胞的細胞骨架狀態、介導ERK5信號通路進而調節klf2a和enos基因表達來實現的。本項目以雙轉基因斑馬魚(flk1: GFP×gata1: DsRed)為研究對象，通過血流調節劑和基因敲降改變血流、雷射共聚焦拍攝和軟體分析，量化血流切應力對血管發育的影響；運用分子生物學方法明確klf2a和nos2b基因參與血流切應力調節血管生成過程；探討力學因素誘導的細胞骨架改變介導ERK5信號通路調控klf2a和nos2b影響血管發育過程的機制。本研究擬建立一套將力學因素引入發育生物學研究的方法，為深入理解和闡明血流切應力調節血管發育的力學生物學機制提供新依據。
結題摘要
血流動力學和血管發育以及重塑密切相關，但是其機制並未清楚。本項目以斑馬魚為模型，通過雷射共聚焦顯微鏡結合活體成像技術、基因敲降、基因編輯以及分子細胞生物學等技術系統的研究了斑馬魚尾部靜脈血管叢（CVP）發育的整個過程，並且定量分析血流動力學對CVP血管新生和CV形成中的作用和機制。我們發現斑馬魚尾部靜脈血管發育分為三個清晰的階段：CVP血管新生階段、CV形成階段、CVP血管消退階段。改變血流動力學擾亂斑馬魚CVP血管新生。定量分析表明血流切應力的變化和CVP發育的變化呈線性關係。機制上血流動力學通過激活ERK5-klf2a-nos2b信號通路促進CVP血管新生。與此同時，我們發現CV形成主要包括兩個方式：血管融合和血管修剪。隨後通過雷射共聚焦結合斑馬魚活體成像技術發現：當分叉的兩根血管中血流速度相同時，分叉的兩根血管進行融合，最終形成CV。當分叉的兩根血管中血流速度不一樣的時候，血流速度大的血管將穩定保留下來，最終形成CV，血流速度小的血管發生內皮細胞重排，被修剪掉。機制上，我們發現血流動力學-klf6a-tagln2信號通過通過促進內皮細胞遷移和細胞骨架聚合調控斑馬魚CV形成。本研究已初步建立一套將力學因素引入發育生物學研究的方法和模型，為深入理解和闡明血流切應力調節血管發育的力學生物學機制提供了新依據。
