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目的: 血管钙化,尤其是动脉粥样硬化钙化是心脑血管疾病的重要因素之一。血管钙化是一个由多种细胞启动并与骨发育类似的、主动的、高度可调控的、可预防和可逆转的生物学过程。目前钙化形成理论有骨形成蛋白调节、脂质代谢紊乱、凋亡体基质囊泡和氧化应激等多种机制,但相关的分子机制尚不完全清楚。血管钙化主要是中层血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的钙化。血管平滑肌细胞表达少量端粒酶(telomerase),有研究表明动脉粥样硬化斑块VSMCs的端粒(telomere)长度明显短于正常血管VSMCs,端粒酶活性也明显低,但端粒酶活性变化的调控机制及其在血管钙化中的作用并不清楚。 研究表明,NF-κB炎症信号通路促进骨形成蛋白(bone morphogenetic protein2,BMP2)和成骨相关转录因子(runt-related transcription factor2,RUNX2)的表达,促进VSMCs钙化结节形成。研究发现核不均一核糖蛋白A1(heterogeneous nuclear ribonucleo protein A1,hnRNP A1)可通过结合IκBα介导其发生蛋白酶体水解,促进NF-κB入核,激活炎症信号通路。hnRNP A1是hnRNPs家族中含量最为丰富的一类蛋白,通过调控mRNA合成过程如mRNA转录、剪接、稳定性以及mRNA从胞核到胞浆转运过程进而调控靶基因的表达。我们的前期工作发现,在血管平滑肌细胞由收缩型向合成型转变的过程中,人端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase,hTERT)和hnRNP A1的表达均显著上调。有文献报道hnRNP A1可以延长细胞端粒长度,防止端粒过度损耗引发的细胞早衰。因此,本研究拟阐明hnRNP A1是否可以调控血管平滑肌细胞端粒酶活性和IκBα/NF-κB信号通路从而影响血管平滑肌细胞的钙化过程。 方法: 1.分离培养原代人脐动脉血管平滑肌细胞(human umbilical artery smooth muscle cells,HUASMCs),构建pcDNA3.1-hnRNP A1真核表达载体并转染HUASMCs,通过端粒重复扩增法(telomeric repeat amplification protocol,TRAP)、细胞增殖实验(MTS法)与流式细胞仪分别检测hnRNPA1对HUASMCs端粒酶活性、增殖和凋亡功能的影响。 2.建立HUASMCs钙化模型,通过实时荧光定量PCR和Western blot法检测NF-κB信号通路调控HUASMCs钙化相关的各基因表达,阐明hnRNP A1在血管平滑肌钙化过程中的作用机制。 结果: 1.体外培养HUASMCs结果表明,在HUASMCs由收缩型转变为合成型的分化过程中,端粒酶和hnRNP A1的表达水平均显著上调。过表达hnRNP A1显著上调端粒酶活性2.7倍,但对HUASMCs细胞的增殖和凋亡功能无显著影响。 2.通过建立HUASMCs钙化模型结果表明,hnRNPA1可促进HUASMCs细胞形成钙化结节,但其促进钙化的分子机制不是通过IκBα/NF-κB信号通路介导,具体作用机制需要进一步阐明。 结论: 本研究发现端粒酶和hnRNP A1在血管平滑肌细胞由收缩型向合成型转化的过程中表达上调,过表达hnRNP A1显著上调端粒酶活性,促进动脉粥样硬化过程中的血管平滑肌细胞钙化,但具体的分子机制有待于进一步阐明。