實驗設計
研究結果
(1)血管損傷造成的蛋白組學變化
金屬絲損傷后的三個不同時間點(3d、7d和14d,生物學重復n=6)和對照股動脈組織共定量了4836個蛋白質。在任一時間點,金屬絲損傷的股動脈比未損傷的股動脈多定量約700-1100個蛋白質,平均為4286個蛋白質(損傷組)-3349個蛋白質(對照組)。PCA分析顯示,在第一主成分中,損傷組和對照組的蛋白分組明顯。這反映了在金屬絲損傷后,發生了強烈的蛋白質組反應。無監督聚類圖直觀展示了蛋白的顯著變化。
對不同時間點的差異蛋白進行GO分析,結果表明,響應血管損傷而上調的蛋白質主要參與免疫反應、細胞粘附、細胞活化、細胞外基質、增殖和遷移相關的途徑。
(2)血管損傷對小鼠核心基質體(matrisome)和基質體相關蛋白的影響
為了研究細胞外基質重塑,作者從所有顯著變化的蛋白中挑選出核心基質蛋白。在這些蛋白中,其中42%的蛋白表達下調。這說明,血管損傷后,發生了廣泛的組織重塑,主要體現在層粘連蛋白、細胞外基質(ECM)中膠原蛋白的構成以及基質體相關蛋白的變化。
(3)新生內膜形成過程中遷移因子的調控
平滑肌細胞(SMC)遷移是新生內膜形成的標志性事件,因此,作者關注細胞遷移過程中有調控功能的蛋白。比較了第3天和第14天上調表達的蛋白,作者發現了大量遷移因子的持續高表達。同時,也觀察到一些遷移因子在早期高表達或者在晚期高表達。其他因為血管損傷誘導表達發生變化的細胞表面標志物包括Cd34、Cd44和Cd47。Cd34是血管內皮細胞的標記物,在第3天瞬時下調。Cd44促進淋巴細胞與內皮和平滑肌細胞的粘附,它在幾個不同的時間點都上調。Cd47在第7天和第14天都上調,可能通過與巨噬細胞遷移抑制因子相互作用來調節促炎功能。
(4)Trpc6促進小鼠新生內膜的形成
作者通過以下五個標準篩選可能用于藥理應用的新靶點:
(I)血管損傷后表達增加;
(II)早期最高水平的瞬時表達;
(III)在非損傷組織中低表達或不可檢測;
(IV)與細胞遷移有關聯;
(V)有對應可用的藥理學抑制劑。
通過以上標準篩選到了一個蛋白——Trpc6,一種在內皮和動脈平滑肌細胞(以及中性粒細胞)質膜上的非選擇性陽離子通道蛋白。為了測試Trpc6是否參與體內新生內膜的形成,作者對的Trpc6-/-和野生型小鼠(n=7 /組)進行金屬絲損傷操作,并分析了28天后的新生內膜形成。與野生型小鼠相比,Trpc 6-/-小鼠的新生內膜面積(neointima area)顯著減少,而血管中層面積(media area)相當。新生內膜比血管中層比率也顯著降低。總之,這些結果為Trpc6在小鼠新生內膜形成中的作用提供了證據。
(5)Trpc6可作為人血管平滑肌細胞的靶點
為了研究Trpc6對平滑肌細胞的影響,作者分析了體外人主動脈血管平滑肌細胞的遷移和增殖。與對照組相比,TRPC6活化劑1-油?;?2-乙酰基-sn-甘油(OAG)處理過的血管平滑肌細胞在8小時和12小時后表現出更高的劃痕愈合能力。OAG還增強了人主動脈平滑肌細胞的增殖。相反,TRPC6抑制劑SAR7334在12 h后減少了血管平滑肌細胞遷移。根據這些結果,與對照治療相比,用SAR7334包被細胞培養皿可抑制人主動脈平滑肌細胞的局部遷移。
(6)一個TRPC6基因座的單核苷酸多態性與人類平滑肌細胞增殖和再狹窄有關
為了研究遺傳決定的TRPC6表達是否影響平滑肌細胞遷移,作者查詢了GTEx數據集,并確定rs2513192為TRPC6在動脈中的常見的單核苷酸多態性(eSNP)。作者追蹤了超過3000個接受冠狀動脈支架手術患者的預后情況,并發現rs2513192與術后再狹窄的發生具有顯著的基因劑量效應(GG 12.5% vs AG 13.1% vs AA 17.6%,p= 0.03)。此外,接受裸金屬支架治療的患者發生再狹窄的幾率更高。
研究總結
本研究通過基于質譜的蛋白組學技術檢測了金屬絲損傷誘導的小鼠股動脈新生內膜形成過程中的大規模蛋白質表達變化。在血管損傷后的不同時間點,顯示出了細胞外基質的重構以及細胞遷移因子的改變。作者最終鎖定了一個驅動新生內膜形成的蛋白——TRPC6,在基因敲除小鼠模型和細胞水平上明確了TRPC6對于新生內膜形成和平滑肌細胞遷移或增殖的重要作用。同時,通過大隊列的基因組分析發現,攜帶有一個TRPC6常見遺傳變異的純合子患者,冠狀動脈支架置入術后再狹窄的風險增加。研究同時提示,TRPC6抑制劑或可以作為支架的涂層,用于動脈阻塞后的介入治療,減輕支架內再狹窄。
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