核仁素(NCL)调控血管平滑肌细胞表型转换机制揭秘:心血管疾病治疗新靶点

【字体: 时间:2025年02月27日 来源:Biology Direct 5.7

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  为探究核仁素(NCL)在血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转换中的调控机制,相关研究人员开展研究,发现 NCL 促进 Ang II 介导的 VSMCs 表型转换,为心血管疾病治疗提供新靶点。

  心血管系统就像人体的 “交通网络”,其中血管平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells,VSMCs)是这个网络中至关重要的 “建筑材料”。在正常情况下,VSMCs 大多处于收缩型,维持着血管的稳定。然而,当血管受到损伤或遭遇像血管紧张素 II(Angiotensin II,Ang II)这样的 “刺激源” 时,VSMCs 就会发生表型转换,从收缩型转变为合成型。这种转变可不是小事,它与血管重塑、动脉粥样硬化、主动脉瘤等多种心血管疾病紧密相关,堪称心血管疾病发生发展过程中的关键 “节点”。
此前,虽然知道 Ang II 在 VSMCs 表型转换中起着重要作用,其主要通过激活 G 蛋白偶联受体家族成员血管紧张素 II 1 型受体(Ang II type 1 receptor,AT1R)来发挥功能,但具体的调控机制仍迷雾重重。同时,核仁素(Nucleolin,NCL)作为一种在细胞中分布广泛的蛋白,虽已发现它与 Ang II 诱导的 VSMCs 表型转换有关,可它与 AT1R 之间的具体关系以及深层的分子机制却有待挖掘。在这样的背景下,相关研究人员踏上了探索之旅,旨在揭开这些谜团,为心血管疾病的治疗寻找新的方向。

经过深入研究,研究人员发现 NCL 能够促进 Ang II 介导的 VSMCs 表型转换,这一发现为心血管疾病的治疗提供了全新的潜在靶点。该研究成果对于理解心血管疾病的发病机制以及开发针对性的治疗策略具有重要意义,有望为心血管疾病患者带来新的希望。目前该研究成果暂未提及发表期刊。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细胞实验,从 4 周龄雄性 C57BL/6 小鼠的胸主动脉中分离出 VSMCs 进行培养,并设置不同处理组,以此研究不同因素对 VSMCs 的影响。其次是动物实验,构建了小鼠模型,通过给小鼠植入渗透微泵注射 Ang II,模拟体内环境变化,观察相关指标。此外,免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)技术也发挥了重要作用,用于检测 NCL 与 AT1R、AT1R 与 Rab4 和 Rab11 之间的相互作用。

下面详细看看具体的研究结果:

  • Ang II 刺激 NCL 表达并激活 PKC/MAPK 诱导 VSMC 表型转换:研究人员通过观察分离的 VSMCs 形态和 α-SMA(一种 VSMC 收缩蛋白)的免疫荧光(IF)结果,确认成功提取 VSMCs。经 RT-qPCR 和 WB 检测发现,Ang II 处理后的 VSMCs 中 NCL 表达增加,同时 AT1R 表达上升,p38 MAPK、JNK、ERK 和 PKCα 的磷酸化水平也提高。进一步用 AT1R 抑制剂(缬沙坦)、PKC 抑制剂(LY317615)、JNK 抑制剂(SP600125)和 p38 MAPK 抑制剂(SB203580)处理 VSMCs 后发现,抑制这些通路能使 VSMCs 从合成型向收缩型转换,表明 Ang II 通过刺激 NCL 表达并激活 PKC/MAPK 诱导 VSMC 表型转换。
  • Ang II 通过 NCL 促进 VSMC 表型转换:为探究 NCL 的作用,研究人员沉默 VSMCs 中 NCL 的表达。实验验证沉默成功后发现,Ang II 促进 VSMCs 的细胞活力、增殖、迁移和表型转换,而沉默 NCL 能部分逆转这些作用,说明 Ang II 通过 NCL 促进 VSMC 表型转换。
  • Ang II 刺激 NCL 转位到细胞膜表面与 AT1R 结合:研究人员发现,正常情况下 NCL 主要定位于细胞核,而 Ang II 刺激后,NCL 在细胞膜和细胞质中的表达显著增加,细胞核中表达减少。通过删除 NCL 的 GAR 和 RBD 片段进行实验,发现野生型 NCL(WT-NCL)能与 AT1R 结合,删除 GAR 片段后结合明显减弱,删除 GAR 和 RBD 片段后则无结合,表明 Ang II 刺激 NCL 转位到细胞膜表面与 AT1R 结合。
  • NCL 转位到细胞膜受糖基化调控:由于糖基化对 NCL 在细胞膜表面的表达很重要,研究人员用肽 - N - 糖苷酶 F(PNGase F)处理 Ang II 诱导的 VSMCs。WB 结果显示,处理后 NCL 分子量降低,且 PNGase F 逆转了 Ang II 对 VSMC 表型转换的促进作用,说明 NCL 转位到细胞膜受糖基化调控。
  • NCL 通过抑制 AT1R 磷酸化延迟 Ang II 诱导的 AT1R 内化并促进回收:研究人员在 VSMCs 中过表达 NCL 后发现,NCL 在 mRNA 和蛋白水平均显著增加。进一步研究发现,过表达 NCL 能部分逆转 Ang II 诱导的 AT1R 向细胞质的转位,抑制 AT1R 内化过程相关指标,同时抑制 Ang II 促进的 AT1R 磷酸化。此外,NCL 过表达还能增加 Rab4 和 Rab11 的表达,促进 AT1R 回收,表明 NCL 通过抑制 AT1R 磷酸化延迟 Ang II 诱导的 AT1R 内化并促进回收。
  • NCL 通过减少 Ang II 诱导的 AT1R 内化导致持续 AT1R 激活来诱导 VSMC 表型转换:应用 AT1R 内化阻断剂 rasarfin 进行实验,发现沉默 NCL(sh-NCL)促进 AT1R 内化,rasarfin 则抑制该过程,同时 rasarfin 能逆转 sh-NCL 对 VSMCs 增殖、迁移和表型转换的抑制作用,说明 NCL 通过减少 Ang II 诱导的 AT1R 内化导致持续 AT1R 激活来诱导 VSMC 表型转换。
  • NCL 在小鼠中促进 VSMC 表型转换:研究人员构建了敲低 NCL 表达的小鼠模型,结果显示 sh-NCL 组小鼠 NCL 表达显著降低。监测血压发现,Ang II 使小鼠血压升高,sh-NCL 则逆转这一现象。对小鼠胸主动脉进行 H&E 染色、WB 和 IF 检测发现,NCL 促进小鼠 VSMC 表型转换,沉默 NCL 能减轻 Ang II 诱导的血管病变,抑制 PKC/MAPK 通路。

综合研究结果和讨论部分,此次研究首次证实 NCL 是一种新型 AT1R 相关蛋白,揭示了其参与 Ang II 诱导的 VSMCs 表型转换的分子机制。NCL 在 Ang II 刺激下,从细胞核转位到细胞膜与 AT1R 结合,通过调节 AT1R 的内化和回收,影响 PKC/MAPK 下游信号通路,导致 AT1R 信号持续激活,进而诱导 VSMCs 表型转换。这一发现为心血管疾病的治疗提供了新的潜在靶点,有助于开发更有效的治疗策略,在心血管疾病研究领域具有重要的理论和实践意义。
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