动脉粥样硬化是由多种因素导致的慢性炎症血管性疾病,其表现为血管内皮受损后,脂质向内皮下沉积,炎症细胞浸润形成粥样的硬化斑块。随着炎症的不断加剧,动脉粥样硬化斑块不断扩大。晚期动脉粥样硬化病变的特点是斑块坏死核心增大,纤维帽变薄,血管新生和钙化导致斑块的不稳定性增加,易于破裂。当斑块破裂时,形成的血栓会阻塞血管的管腔,导致心肌梗死、脑卒中、动脉瘤等恶性临床事件。斑块内部出血与斑块内部血管新生是引发斑块不稳定性的重要因素。血管新生指的是在体内已有血管的基础上,从血管组织上生长出新生血管的一种生理过程。该过程涉及到血管内皮生长因子、内皮细胞等一系列细胞因子及相关细胞的参与。血管新生与多种病理过程相关,如:糖尿病性视网膜病、银屑病、癌症和动脉粥样硬化等疾病。斑块内部的血管新生是动脉粥样硬化斑块需氧的生理应激反应,但这一过程会促进斑块内出血并招募大量炎症因子,进而增加斑块破裂的风险。Semaphorins是一类参与轴突导向而被发现的蛋白分子家族,它们参与到神经系统的发育形成、肿瘤发展、免疫调控等多种生理及病理活动中。Semaphorin家族的成员超过25个,分为8个亚类,并且其成员还在不断扩增中。Sema7A属于Semaphrin 7家族,并且是该家族中的唯一成员,Sema7A包含一个Sema结构域、一个Ig-like结构域、一个GPI锚定结构域以及RGD序列。Sema7A的两个主要受体是整合素(Integrinβ1)以及从状蛋白(Plexin C1)。我们前期的研究工作首次报道了Sema7A响应血管扰动流刺激表达上调,增强内皮细胞粘附分子的表达并促进白细胞的滚动与粘附,使炎症细胞向内皮下层浸润增加,促进动脉粥样硬化发展。由于在动脉粥样硬化的后期,斑块内部会长出新生血管,而Sema7A在炎症内皮细胞上具有高丰度的表达,因此,我们想探究Sema7A是否也通过促进斑块内血管新生,影响斑块的稳定性来调控动脉粥样硬化发展。目的:本文旨在探究轴突导向分子Sema7A通过促进血管新生并通过影响斑块的稳定性来调控动脉粥样硬化发展的全新机制。研究方法:1、制备并繁殖Sema7A-/-Apo E-/-双敲小鼠。2、予Sema7A-/-Apo E-/-与Sema7A+/+Apo E-/-小鼠喂食高脂饲料12周,建立动脉粥样硬化模型。取主动脉根部斑块,观察Sema7A与斑块内血管新生的关系并通过Masson染色观察斑块稳定性的差异。3、构建Sema7A稳定过表达细胞系:Sema7A-p CDH-HUVEC及其空载对照p CDH-HUVEC。利用过表达细胞系开展细胞增殖、迁移、成环实验,观察Sema7A对内皮细胞形态的影响及参与血管新生的进程。4、通过流式细胞术确定Sema7A是否通过其受体整合素β1调控血管新生进程。5、利用阻断抗体及信号通路抑制剂处理细胞,通过Western Blot和q PCR技术确认受Sema7A调控的血管新生的相关信号通路及靶点蛋白。6、利用阻断抗体及信号通路抑制剂处理细胞,通过鬼笔环肽对细胞骨架进行染色观察Sema7A及相关信号通路对细胞骨架及细胞运动的调控作用。结果:1、Sema7A缺失抑制Apo E-/-小鼠主动脉弓板块内部血管新生,加强斑块稳定性。2、Sema7A增强ECs的迁移与成环能力。3、Sema7A通过结合整合素β1上调VEGFA/VEGFR2来调控血管新生过程。4、Sema7A通过激活FAK/MAPK下游靶点ROCK1/2及MYPT1诱导激动蛋白聚合,引起细胞骨架收缩重塑促使ECs迁移和成环。结论:我们研究发现Sema7A通过与受体整合素β1结合上调VEGFA/VEGFR2表达,同时激活下游FAK/MAPK信号通路,并作用于靶点ROCK1/2与MYPT1,诱使内皮细胞肌动蛋白聚合,形成高度组织化的应力纤维,从而引起细胞骨架的收缩与重塑,细胞迁移成环能力增强,最终促使血管新生。同时,我们发现小鼠体内在动脉粥样硬化晚期,Sema7A促进斑块内部血管新生,增加斑块的不稳定性及破裂和内部出血的风险。因此,本研究发现了Sema7A参与动脉粥样硬化的新机制,为动脉粥样硬化晚期斑块破裂的防治提供了新思路与研究靶点。