M3型乙酰胆碱受体功能障碍对内皮细胞屏障功能及黏着连接的影响和机制研究

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第一部分M3 mAChR抑制对内皮细胞渗透性的影响目的:本文旨在通过观察M3型乙酰胆碱受体(Muscarinic Acetylcholine receptor M3 mAChR)阻滞对内皮细胞渗透性的影响,探讨M3 mAChR功能障碍在动脉粥样硬化发生和进展中的作用。方法:本实验采用免疫荧光组化法检测血管内皮细胞钙黏蛋白(vascular endothelial cadherin; VE-cadherin)和β-连环蛋白(β-catenin)在EA.hy926内皮细胞上表达。通过给予M3 mAChR激动剂氯化乙酰胆碱(1×10-6M)或M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP(1×10-6M),采用激光共聚焦观察细胞Ca2+荧光强度的变化,验证EA.hy926内皮细胞是否有功能性M3 mAChR表达。通过给予M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP或应用siRNA (Small interfering RNA)技术干预M3 mAChR,采用异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(fluorescein isothiocyanate dextran; FITC-葡聚糖)透过Transwell小室系统来评价内皮细胞渗透性的改变。MTT法检测M3 mAChR阻滞对内皮细胞活性的影响。结果:激光共聚焦下β-catenin和VE-cadherin均匀的分布于细胞边缘,表明EA.hy926内皮细胞表达VE-cadherin和β-catenin;给予M3 mAChR激动剂氯化乙酰胆碱(1×10-6M),Ca2+荧光强度增强;当用M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP (1×10-6M)预孵育后再给予氯化乙酰胆碱(1×10-6M),Ca2+荧光强度无变化;表明EA.hy926内皮细胞有功能性M3 mAChR表达。与对照组相比,4-DAMP和M3 mAChR siRNA能够明显增加血管内皮细胞的渗透性(*p<0.05,**p<0.01)且不伴内皮细胞活性下降(*p>0.05)结论:M3 mAChR功能障碍增加血管内皮细胞的渗透性。第二部分M3 mAChR抑制对内皮细胞黏着连接蛋白的影响目的:本文旨在通过观察M3 mAChR阻滞对内皮细胞黏着连接蛋白的影响,探讨M3 mAChR功能障碍增加内皮细胞渗透性的机制。方法:通过给予M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP或应用M3 mAChR siRNA技术,采用免疫印迹法测定黏着连接蛋白VE-cadherin和β-catenin的表达;采用免疫共沉淀和免疫印迹法测定黏着连接蛋白VE-cadherin和β-catenin的酪氨酸磷酸化水平;采用免疫印迹法测定Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin的变化,观察M3 mAChR抑制对黏着连接蛋白复合体与细胞骨架肌动蛋白之间连接的影响。采用免疫荧光组化法检测VE-cadherin和β-catenin在细胞边缘的分布情况。结果:M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP (1×10-6 M; 0,15,30 min)和M3 mAChR siRNA显著地增加VE-cadherin和β-catenin的酪氨酸磷酸化水平(*p<0.05);降低经Triton 100-X不溶部分(与细胞骨架相连蛋白)中VE-cadherin和β-catenin的表达(*p<0.05);但对VE-cadherin和β-catenin的表达无影响(*p>0.05)。4-DAMP (1×10-6 M;45 min)显著下调VE-cadherin和β-catenin在细胞边缘和细胞-细胞连接处的表达。结论:M3 mAChR抑制通过促进黏着连接蛋白酪氨酸磷酸化,下调其在细胞边缘和细胞-细胞连接处的表达,同时减弱黏着连接蛋白复合体与细胞骨架肌动蛋白之间连接,从而使内皮细胞渗透性升高。第三部分M3 mAChR抑制通过降低PTP1B活性介导黏着连接蛋白酪氨酸磷酸化目的:本文旨在通过观察蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(Protein Tyrosine Phosphatase 1B,PTP1B)对M3 mAChR抑制介导黏着连接蛋白酪氨酸磷酸化的影响,探讨其中的相关机制。方法:通过给予M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP阳应用PTP1B siRNA技术,采用免疫共沉淀和免疫印迹法测定黏着连接蛋白VE-cadherin和β-catenin的酪氨酸磷酸化水平;PTP1B检测试剂盒测定PTP1B活性变化。给予cAMP的类似物8-Br-cAMP(1×10-5M)或PKCα的活化剂PMA (1×10-7M),研究M3 mAChR抑制对PTP1B活性下调的可能信号机制。结果:PTP1B特异性siRNA显著增加VE-cadherin和P-catenin的酪氨酸磷酸化水平(**p<0.05)。同时进一步促进4-DAMP介导黏着连接蛋白酪氨酸磷酸化(#p<0.05)。4-DAMP降低PTP1B的活性(*p<0.05),但对其表达无影响(*p>0.05)。8-Br-cAMP (1×10-5M; 10min)对PTP1B活性无影响,但显着地抑制4-DAMP对PTP1B活性的下调作用(#p<0.05);但是,PMA (1×10-7M; 10min)对4-DAMP介导PTP1B活性下调无影响(#p>0.05)。结论:M3 mAChR抑制通过降低PTP1B的活性从而介导黏着连接蛋白酪氨酸磷酸化水平升高。M3 mAChR抑制介导PTP1B活性下调主要是通过信号分子cAMP而非PKCα。第四部分IQGAP1参与M3 mAChR抑制下调Rac1活性介导黏着连接复合体与细胞骨架蛋白分离目的:本文旨在通过观察M3 mAChR抑制对Rac1活性的影响。探讨M3 mAChR抑制减弱黏着连接复合体与细胞骨架蛋白之间连接的相关机制。方法:本实验通过给予M3 mAChR特异性阻断剂4-DAMP和应用IQGAP1 siRNA技术,采用免疫印迹法测定Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin表达的变化,观察IQGAP1对M3 mAChR抑制介导黏着连接蛋白复合体与细胞骨架肌动蛋白分离的影响。采用pull-down法检测M3 mAChR抑制对Racl舌性的影响。采用免疫共沉淀和免疫印迹法测定M3 mAChR抑制对IQGAP1-Rac1蛋白复合体与IQGAP1-β-catenin蛋白复合体表达水平的影响。为研究NO是否参与M3 mAChR抑制介导的黏着连接复合体与细胞骨架蛋白之间分离,给予NO供体SNAP预处理,用免疫印迹测定Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin的变化,用pull-down法测定其对Rac1活性的影响。结果:IQGAP1特异性siRNA减少Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin表达(**p<0.05);同时进一步促进4-DAMP介导的Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin表达减少(#p<0.05);这些结果表明,(?)QGAP1维持黏着连接复合体与细胞骨架蛋白之间的连接并且参与到M3 mAchR抑制介导它们之间的分离。4-DAMP ( 1×10-6M; 0,5,10,15min)降低Rac1活性(*p<0.05),而对Rac1蛋白表达无影响(*p> 0.05)。4-DAMP (1×10-6M)降低Rac1-IQGAP1复合体的水平,却增加IQGAP-β-catenin复合体的水平(*p<0.05);给予M3 mAChR激动剂,氯化乙酰胆碱(1×10-8摩尔/升)预处理,显著抑制4-DAMP介导Rac1-IQGAP1复合体与IQGAP-β-catenin复合体的变化(#p<0.05);这些结果表明抑制M3 mAChR降低Rac1活性使IQGAP1与Rac1分离并通过与β-catenin相结合从而使VE-cadherin/β-catenin复合体与细胞骨架肌动蛋白分离。NO供体SNAP显著抑制4-DAMP介导的Rac1活性下调和Triton 100-X不溶部分中VE-cadherin和β-catenin表达减少(**p<0.05),但与无干预组相比均仍有下降(#p<0.05);表明M3 mAchR功能障碍引起NO减少导致VE-cadherin/β-catenin复合体与细胞骨架肌动蛋白之间的分离以及Rac1活性的下降,并且这一过程存在NO非依赖性途径。结论:M3 mAChR抑制降低Rac1活性,使IQGAP1与Rac1分离并通过与β-catenin相结合从而使VE-cadherin/β-catenin复合体与细胞骨架肌动蛋白分离。
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