NCAM1介導(dǎo)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞參與主動(dòng)脈夾層修復(fù)的研究.pdf

1、主動(dòng)脈夾層(aortic dissection，AD)是指主動(dòng)脈內(nèi)膜破口，血液滲入主動(dòng)脈中層，形成夾層血腫，病變沿主動(dòng)脈壁延伸的一種心血管系統(tǒng)疾病。AD臨床表現(xiàn)多變且隱匿，一旦破裂出血，死亡率極高，嚴(yán)重危害生命安全。尤其是StanfordA型夾層，約半數(shù)患者在發(fā)病后48小時(shí)內(nèi)死亡;死亡率在起初48小時(shí)以每小時(shí)1～2％的速度遞增[1]。影像學(xué)和腔內(nèi)技術(shù)的發(fā)展使該疾病的診斷和治療技術(shù)水平得到了相當(dāng)大的提高，但患者仍然面臨很高的死亡風(fēng)險(xiǎn)。

2、r>　　干細(xì)胞移植為許多終末期疾病提供了新的思路。干細(xì)胞按分化程度可以分為胚胎干細(xì)胞和成體于細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ESCs）因存在難以解決的倫理問題，其研究和應(yīng)用受到限制。因此成體干細(xì)胞成為研究熱點(diǎn)。其中，間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)不存在倫理問題，來源廣泛、無免疫源性等，這些良好特性使其被廣泛用于修復(fù)醫(yī)學(xué)和再生醫(yī)學(xué)，在各類疾病的治療中顯現(xiàn)出潛在應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)組

3、織受損時(shí)，MSCs會(huì)募集到受損區(qū)域，參與組織修復(fù)或取代受損組織[2，3]，這一特點(diǎn)被成為歸巢、遷移或者募集。
　　目前多項(xiàng)動(dòng)物研究已證實(shí)，干細(xì)胞移植可降低AD的發(fā)病，或穩(wěn)定已有的主動(dòng)脈夾層[4-9]。本課題組對臨床組織樣本的研究也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象:AD患者的撕開動(dòng)脈中膜存在大量的干細(xì)胞聚集[10]。之后應(yīng)用microRNA芯片技術(shù)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，分別獲得了病變動(dòng)脈中差異基因/蛋白表達(dá)譜，并進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)一些可能在AD發(fā)病中起作用的

4、基因和分子，如細(xì)胞外超氧化物岐化酶、熱休克蛋白27[11-13]。
　　當(dāng)主動(dòng)脈在各類破壞因素的作用下形成動(dòng)脈瘤或撕裂形成主動(dòng)脈夾層時(shí)，機(jī)體會(huì)開始進(jìn)行自我修復(fù)，試圖重建血管壁穩(wěn)態(tài)。目前的研究已觀察到MSCs對AD發(fā)病的保護(hù)作用，但MSCs究竟是是通過何種途徑、何種機(jī)制參與到AD的“破壞-修復(fù)”過程，目前仍不清楚。
　　了解該病的具體發(fā)病機(jī)制，有助于早期診斷和治療，并為新的治療方法提供思路。為了弄清MSCs對AD發(fā)病的具體作用

5、機(jī)制，進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測序(transcriptome sequencing)，即RNA-seq。通過RNA-seq，獲得了AD疾病組MSCs(AD-MSCs)和對照組MSCs(HD-MSCs)的差異表達(dá)基因(differentially expressed genes，DEGs)。該差異表達(dá)譜揭示了MSCs在疾病發(fā)病時(shí)MSCs中上調(diào)和下調(diào)的基因。根據(jù)p值和差異表達(dá)倍數(shù)，挑選了9個(gè)差異“最顯著”的DEGs對RNA-seq結(jié)果進(jìn)行了熒光定量聚

6、合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qRT-PCR)驗(yàn)證。結(jié)果顯示，qRT-PCR和RNA-seq結(jié)果趨勢是一致的。對qRT-PCR結(jié)果的聚類分析發(fā)現(xiàn)，這9個(gè)差異基因組成的“疾病表達(dá)譜”還可區(qū)分疾病組和對照組。此外，對差異基因的KEGG和GO分析揭示了兩組差異通路和DEGs功能富集的情況。RNA-seq結(jié)果為進(jìn)一步的分子生物學(xué)研究提供了重要的信息。
　　之后根據(jù)已發(fā)表的文獻(xiàn)，結(jié)合p值和差異倍數(shù)(fold change，F(xiàn)C)，從眾多差異基因中挑選了相關(guān)

7、性最高的基因NCAM1進(jìn)行了細(xì)胞功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)過表達(dá)NCAM1基因能增強(qiáng)MSCs的遷移能力，此外，過表達(dá)NCAM1基因的MSC能增加血管平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cells，SMCs)彈性蛋白(elastin)的分量;而彈性蛋白是主動(dòng)脈血管壁的重要組份。因此認(rèn)為，NCAM1基因可能通過增強(qiáng)MSCs的遷移能力和促進(jìn)SMC分泌彈性蛋白，對疾病起保護(hù)作用;疾病組MSCs中NCAM1基因表達(dá)量下降，該保護(hù)作用降低，這跟疾病發(fā)生