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目的:血管平滑肌细胞(VSMC)可呈现分化型和增殖型两种表型,这两种表型间的相互转化是引起血管重塑性疾病,如动脉粥样硬化、血管再狭窄等血管增殖性疾病的病理学基础。孤儿G蛋白偶联受体APJ和它的内源性配体apelin(apelin/APJ系统)在心血管系统中具有降低血压、增强心肌收缩的作用,在中枢神经系统中具有调节垂体激素释放、调节摄食、摄水、体液平衡等作用。近年发现,apelin还具有促进新生血管生成的作用。在新生血管形成中,内皮细胞中的apelin和APJ的表达受时序调控。体外实验研究证实,apelin/APJ系统通过诱导内皮细胞增殖、迁移和形成索状构造来调节新生血管形成。此外,apelin还具有稳定内皮细胞之间相互连接的作用。遗传工程小鼠模型也表明,在生理和病理血管形成过程中,apelin/APJ调节新生血管的成熟和稳定。Apelin蛋白前体含有77个氨基酸,多肽链中含有多个成对的碱性氨基酸残基(Arg-Arg或Arg-Lys)。在体内apelin可被内肽酶剪切成多种含有C末端片段的产物,包括apelin-13,apelin-17及apelin-36,apelin-36是其主要的存在形式。这些apelin亚型都是APJ的配体,与APJ结合后产生不同的生物学功能。研究发现,比较短的apelin肽链对APJ更有亲和力,因此,apelin-13比其他亚型多肽表现出更强的生物学活性。基于对apelin/APJ系统促进新生血管形成是否与促进血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和迁移有关目前尚不清楚,本研究观察apelin-13对VSMC迁移和增殖的影响,并探讨其作用机制。方法:用贴块法分离、培养大鼠主动脉VSMC,Western blot分析检测mmp-2、NF-κB、cyclin D1、cyclin E1等基因的表达,cck-8法检测细胞增殖情况,伤口愈合实验检测VSMC迁移能力,鬼比环肽染色观察细胞形态和应力纤维的变化。结果:1Apelin-13促进VSMC增殖和迁移用0、0.1、0.5、1μM apelin-13分别刺激VSMC24h后,加入cck-8试剂孵育2h,在酶标仪450nm处读取O.D值。结果显示,apelin-13可以诱导VSMC增殖,且随着浓度升高,促增殖效果逐渐增强。在伤口愈合实验中,用0.1μM apelin-13刺激VSMC24h后,进行HE染色,显微镜下可观察到apelin-13刺激显著促进VSMC迁移。2Apelin-13诱导cyclin D1、cyclin E1、NF-κB和mmp-2表达Western blot分析结果显示,分别用0、0.1、0.5、1μM apelin-13刺激VSMC24h后,与对照组相比, apelin-13刺激使cyclin D1、cyclin E1、NF-κB、mmp-2表达明显升高。用0.1μM apelin-13分别刺激VSMC0、6、12、24h后,cyclin D1、NF-κB、mmp-2表达随刺激时间延长而逐渐上调。以上结果表明,apelin-13可剂量和时间依赖性的诱导增殖相关基因表达。3Apelin-13抑制VSMC分化用0.1μM apelin-13刺激VSMC24h后,分别检查VSMC分化标志基因SM22α、α-actin的表达和细胞骨架形态变化。结果表明,给予apelin-13刺激后,SM22α和α-actin的表达下调。鬼笔环肽染色显示,apelin-13刺激后,VSMC形态由长梭形转变为多角形,细胞骨架不规则,肌丝显著减少。以上结果表明,apelin-13抑制VSMC分化。4Akt/ERK信号通路介导apelin-13诱导的VSMC增殖在用Western blot分析检测apelin-13对VSMC中Akt和ERK信号转导途径的影响时发现,用0.1μM apelin-13刺激VSMC0min~6h后, Akt磷酸化在30min时达到峰值, ERK磷酸化水平在4h时达到最高,之后逐渐降低,但到6h仍高于对照组。用50μMAkt抑制剂ly294002预孵育VSMC1h,再用0.1μM apelin-13刺激VSMC30min后,收集蛋白进行Western blot分析。结果显示,ly294002可以抑制apelin-13诱导的Akt和ERK磷酸化及cyclin D1表达。用20μM ERK抑制剂PD98059预孵育VSMC1h,再用0.1μMapelin-13刺激VSMC4h后,收集蛋白进行Western blot分析。结果显示,PD98059可以抑制apelin-13诱导的ERK磷酸化和cyclin D1表达。这些结果表明,Akt/ERK信号通路介导apelin-13诱导的VSMC增殖。结论:1Apelin-13促进VSMC增殖和迁移。2Apelin-13促进VSMC增殖与诱导增殖相关基因cyclin D1, cyclin E1,NF-κB, and mmp-2表达相关。3Apelin-13抑制VSMC分化。4Akt/ERK信号通路介导Apelin-13诱导的VSMC增殖。