动脉粥样硬化是一类慢性进行性炎症性疾病,其好发于血管的分叉处及弯曲处,这些部位的血流形式主要是不稳定的湍流,其不规则的血流分布导致血管内壁受到不均一的剪切力,进而影响血管的功能。血管内皮细胞作为血液和血管壁之间的单层细胞,能够感受血流剪切力,当内皮细胞受到高剪切力或者层流的刺激时,相关基因或蛋白的表达会起到抗动脉粥样硬化的作用;相反,内皮细胞感受低剪切力或者湍流的刺激时会介导炎症反应,导致动脉粥样硬化的发生。我们课题组近期的研究发现湍流能够促进内皮细胞中整合素α5（integrinα5）转位入脂筏,介导炎性小体的激活,增加内皮细胞炎症因子及黏附因子的表达,而且,在LDLR-/-模型小鼠中半敲integrinα5基因,其主动脉斑块面积明显减少,揭示了integrinα5在湍流引起的内皮细胞炎症反应及动脉粥样硬化发生过程中的重要作用。然而,湍流是如何促使integrinα5转位入脂筏并激活内皮细胞的具体机制目前还不是很清楚。因此,我们研究的目的就是明确integrinα5的转位机制,进一步阐明动脉粥样硬化性疾病发生的分子生物学过程。为了寻找在湍流刺激下促进integrinα5向脂筏转位的机制及可能的相关蛋白,我们首先用湍流处理内皮细胞,提取脂筏蛋白以及integrinα5结合蛋白,通过脂筏蛋白质组学及结合组学联合分析,发现膜联蛋白A2（Annexin A2）与integrinα5结合并转位入脂筏。内皮细胞免疫荧光染色以及免疫共沉淀证实integrinα5与Annexin A2存在结合并共定位,而且湍流能够促进二者的结合。内皮细胞特异性敲低Annexin A2,抑制了integrinα5的脂筏转位,减少了血管细胞黏附因子VCAM-1,细胞间黏附因子ICAM-1的表达。HEK293T细胞免疫沉淀实验进一步发现Annexin A2的羧基端与integrinα5的胞质尾区结合。生物发光能量共振转移实验揭示湍流改变了Annexin A2的构象,降低了Tyr24位点的磷酸化,导致Annexin A2的氨基端与羧基端解离,暴露出与integrinα5的结合区域。在动物实验中,我们给予Apo E-/-小鼠行左颈总部分结扎加慢病毒孵育术,发现孵育Tyr24位点突变失活（Y24F）的慢病毒能够明显增加左颈总结扎部位的斑块面积,而且左颈总动脉Enface染色提示孵育Y24F的慢病毒增加了颈动脉内膜integrinα5的激活以及VCAM-1的表达。Annexin A2作为钙离子依赖的磷脂结合蛋白,当胞内钙离子浓度增加时,Annexin A2能够从细胞质转位到细胞膜进而定位到脂筏,而湍流又可以促进内皮细胞外钙离子内流,增加细胞内的钙离子浓度。因此,我们首先用钙离子螯合剂EGTA拮抗掉内皮细胞胞外的钙离子,结果发现湍流引起的integrinα5的转位明显被抑制;而且钙离子载体A23187能够促进integrinα5转位激活,其下游靶基因p-FAK397的磷酸化明显增多,敲低Annexin A2抑制了integrinα5激活,提示钙离子对于Annexin A2介导的integrinα5转位激活具有重要的作用。Piezo1是一种机械敏感性钙通道,可以感受血流剪切力的刺激,介导流体引起的钙离子内流。研究发现内皮细胞Piezo1的缺失会抑制湍流引起的integrinα5的激活。我们在内皮细胞中沉默Piezo1,发现Piezo1的敲低部分逆转了湍流引起的Tyr24位点磷酸化的降低,同时抑制了p-FAK397的磷酸化。因为蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是唯一能够被钙离子剪切激活的酪氨酸磷酸酶,所以我们猜想PTP1B的激活可能会影响Annexin A2的Tyr24位点的磷酸化。我们用Si RNA和PTP1B的抑制剂两种方式处理内皮细胞,发现无论是敲减还是抑制PTP1B,都能够明显逆转湍流引起的Tyr24位点磷酸化的降低,减少p-FAK397的磷酸化。动物实验表明,Apo E-/-小鼠左颈总动脉部分结扎及局部孵育PTP1B敲减慢病毒明显降低结扎侧局部斑块的面积,减少颈动脉内膜Act-α5及VCAM-1的表达。最后,我们繁殖了Annexin A2-/-Apo E-/-双敲小鼠,行左颈总动脉部分结扎及局部孵育PTP1B敲减慢病毒,并给与西方饮食,发现能够逆转Apo E-/-小鼠的动脉粥样硬化表型。综上所述,我们的研究表明湍流抑制Annexin A2的Tyr24磷酸化,使Annexin A2构象改变,促进了Annexin A2与integrinα5的结合及转位,通过Piezo1-Ca2+-PTP1B通路介导integrinα5的激活。进一步揭示了一种新的内皮细胞机械转导分子机制,从而为动脉粥样硬化的治疗提供靶点。