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TGF-β(Transforming growth factor-β)信号通路对生理和病理情况下的血管形成过程都发挥重要的作用。人类的一种常染色体疾病,遗传性出血性毛细血管扩张症(hereditary hemorrhagic telangiectasia,HHT),被发现主要是由于TGF-β通路分子突变引起的。对基因敲除小鼠的研究也证实无论是这个信号通路的配体,如TGF-β1;受体,如TGF-βII型受体(TβRII),TGF-βI型受体activin受体样激酶(activin receptor-likek inase1,ALK1),III型受体endoglin;或胞内信号介导者如Smad1、Smad4,、Smad5敲除以后小鼠都会由于严重的血管缺陷死于胚胎期。TGF-β可以直接调节参与血管形成的效应分子的表达,比如一些胞外基质相关分子。我们之前的工作通过对小鼠模型的研究,发现Smad4可以和Notch信号通路共同调节黏附分子N-cadherin的转录,影响内皮细胞和周细胞的黏附,从而影响血管的成熟与稳定。然而,要全面理解TGF-β调节血管形成的分子机制仍需要深入的研究。 microRNAs(miRNA)是一类18-25碱基的非编码小RNA,可以通过抑制翻译或促进mRNA降解来负调节基因表达发挥生物学功能。近几年里有一些对血管形成重要的microRNA被逐渐发现。miR-126、miR-23-27-24簇、miR-424、miR-130a、miR-296和miR-210促进血管形成。而miR-17-92簇、miR-214、miR-200b、miR-221、miR-222可以抑制血管形成。其中有一些可响应VEGF、血清、血流机械力等因素,通过作用一系列靶分子,调节内皮细胞增殖、迁移,细胞周期,从而调节血管形成。一些microRNA被发现受到TGF-β信号的调控。然而内皮细胞中可以调控血管形成的受TGF-β调节的microRNA还未见报道。本研究旨在寻找内皮细胞中受TGF-β调节的microRNA,并研究其对血管形成的影响及作用机制。 我们主要进行了三部分的工作。第一是在内皮细胞中筛选验证受TGF-β信号通路调节的miRNA。第二是研究这些miRNA对内皮细胞功能的影响。第三是筛选验证该miRNA的靶分子。 我们发现miR-8029在各物种间高度保守,在内皮细胞中丰度很高,在内皮细胞中会被TGF-β上调。用鸡胚绒毛膜血管形成模型我们发现miR-8029可以明显促进血管形成,介导了TGF-β对血管形成的促进作用。我们检测了miR-8029对一系列细胞功能的影响,确定miR-8029主要促进内皮细胞的迁移和成管的功能。我们发现磷酸酶及张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)可以显著被miR-8029下调。PTEN敲除会促进内皮细胞的迁移成管并伴随p-AKT升高,和miR-8029的效应一致。用p-AKT抑制剂LY294002处理会逆转miR-8029对内皮迁移成管及其对血管形成的影响,也证明了miR-8029的确是通过激活Akt促进血管形成的。 综上所述,我们发现受Smad4/TGF-β调节的miR-8029,可以通过抑制PTEN,活化Akt促进内皮细胞的迁移和成管,从而促进血管形成。这是第一次发现一种TGF-β通过miRNA调节血管形成的机制。也是首次阐述miR-8029在血管形成中的作用。另外我们展示了在内皮细胞中TGF-β可以通过上调miRNA激活Akt信号通路。有报道发现一些肿瘤中miR-8029表达异常,miR-8029在肿瘤血管中是否有作用,可能值得未来进一步的研究。