ZIP 激酶對於小鼠血管內皮細胞通透性和血管形成的調節

《ZIP 激酶對於小鼠血管內皮細胞通透性和血管形成的調節》是依託南京師範大學，由陳華群擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：ZIP 激酶對於小鼠血管內皮細胞通透性和血管形成的調節
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳華群
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

微血管內皮細胞是機體進行物質交換的主要途徑，內皮細胞通透性調節對於應激反應、代謝等病理、生理過程和血管發育具有重要意義。傳統觀點認為，內皮細胞通透性是由於肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）催化肌球蛋白輕鏈磷酸化（p-MLC），通過內皮細胞收縮和細胞間隙形成而完成的。我們發現，特異性敲除內皮細胞MLCK後，其p-MLC水平並未改變，通透性也無明顯改變，提示存在有新的MLC激酶。我們前期研究發現，內皮細胞缺失ZIPK後，p-MLC發生改變；ZIPK條件性基因敲除小鼠的胚胎髮育和血管發育均出現明顯異常。我們提出，ZIPK可能是調節內皮細胞通透性的主要激酶，而該調節機制在胚胎血管形成中發揮重要作用。本課題將利用敲除小鼠模型及其原代細胞，通過系列表型分析、細胞及分子生物學方法，系統研究ZIPK在內皮細胞通透性調節中的作用和機制。本課題的完成將提出新的內皮細胞通透性調節機制，為內皮通透性的干預提供實驗依據。

結題摘要

微血管內皮細胞(endothelial cell, EC)是機體進行物質交換的主要途徑，內皮細胞通透性調節對於應激反應、代謝等病理生理過程和血管發育具有重要意義。肌球蛋白輕鏈（myosin light chain, MLC）磷酸化及其導致的內皮細胞肌動蛋白骨架收縮可有效增大相鄰內皮細胞的間隙，提高內皮細胞通透性，但其調節機制不清楚。有研究發現，Zipk對於骨骼肌和非骨骼肌細胞的收縮均有調節功能。本課題首先利用ZIPK特異性抑制劑staurosporin研究發現，對於脂多糖（LPS）和凝血酶（thrombin）激活的人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）MLC磷酸化具有顯著的抑制效果；利用siRNA敲低HUVEC細胞中Zipk的表達後，其Thrombin 誘導的MLC磷酸化水平結果與ZIPK抑制劑效果一致。我們進一步利用內皮細胞特異性基因敲除小鼠發現，缺失Zipk的小鼠在胚胎期死亡，表明其對於內皮細胞在個體發育中的作用具有重要功能。為了研究其對於內皮細胞通透性調節的作用，我們利用UBC-Cre-ERT轉基因小鼠和他莫西芬注射建立了成體Zipk基因敲除小鼠模型（KO）。分離小鼠的腦微血管內皮細胞（brain microvessle endothelial cell, BMEC）以thrombin刺激後發現，KO小鼠BMEC的p-MLC水平和細胞的收縮均被顯著抑制。以上結果表明，ZIPK對於內皮細胞的收縮發揮重要調節作用。我們進一步利用小鼠中動脈栓塞（MCAO）模型研究發現，KO小鼠腦組織的缺血／再灌注損傷水平顯著低於對照小鼠，提示其血腦屏障的破壞被明顯抑制。綜上，本課題通過體外和體內，在細胞和整體動物水平的研究發現，ZIPK是內皮細胞MLC磷酸化、細胞收縮和通透性升高的關鍵調節分子。本課題在國際上首次明確提出並證實了內皮細胞MLC磷酸化的調節分子。我們的研究結果將為腦中風及其它內皮細胞通透性升高相關疾病的治療提供重要靶點。