背景:血管重构是高血压、动脉粥样硬化、血管成型术后再狭窄等心血管疾病的共同病理特征,它主要包括细胞生长、细胞死亡、细胞迁移和细胞外基质的产生和降解四个过程。主动脉壁由不同类型的细胞组成,包括内皮细胞、平滑肌细胞（smooth muscle cell,SMC）和成纤维细胞,其中SMC是构成主动脉壁的主要细胞类型。正常SMC主要为收缩型,在受到外界刺激时发生表型转换去分化为合成型。合成型SMC主要表现为:收缩标志物蛋白表达减少,收缩能力降低;细胞外基质的合成和分泌增加;细胞重新进入细胞周期,细胞的增殖和迁移能力增加。SMC表型转换伴随的增殖和迁移增加是血管重构的关键,因此研究影响SMC增殖和迁移的因素对于血管重构类疾病的防治具有重要意义。肌浆网/内质网钙ATP酶（sarcoplasmic/endoplasmic reticulum calcium ATPase,SERCA）是唯一将Ca2+从胞浆转运到肌浆网/内质网的膜转运蛋白,是维持胞浆中Ca2+稳态的关键。SERCA的表达具有组织特异性,其中SERCA2是心血管中存在的主要亚型。SERCA2第674位半胱氨酸（cysteine 674,C674）是其重要的氧化还原位点,对于维持SERCA2的正常生理功能非常重要。活性氧（reactive oxygen species,ROS）增加的病理情况极易造成C674这一氧化还原位点的失活。我们前期研究发现,在主动脉平滑肌细胞（aortic smooth muscle cell,ASMC）中,SERCA2中C674失活引起胞浆Ca2+增加,激活钙调磷酸神经酶（calcineurin,Ca N）/NFAT4/p65NFκB通路,下调过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome-proliferator-activated receptorγ,PPARγ）,导致ASMC发生表型转换,细胞增殖和迁移能力增加。抑制Ca N/NFAT4/p65NFκB通路或是激活PPARγ均可以抑制C674失活引起的ASMC的增殖和迁移。SERCA2作为调控Ca2+的关键蛋白,它的功能变化可能对细胞信号通路具有广泛的影响。我们推测C674失活可能存在其他分子机制参与对ASMC增殖和迁移的调控。SERCA2中C674失活促进高血压和主动脉瘤等血管重构疾病的发生,因此探究SERCA2中C674失活促进ASMC增殖和迁移的机制具有重要意义。方法与结果:为了探索SERCA2中C674失活促进ASMC增殖和迁移的分子机制,我们将SERCA2中674位点的半胱氨酸突变为丝氨酸（serine 674,S674）来模拟病理情况下C674失活,构建了SERCA2 C674S基因突变敲入（SERCA C674S mutant knock-in,SKI）小鼠。与同窝野生型（wild type,WT）小鼠的ASMC相比,SKI小鼠ASMC的增殖和迁移能力增加。WT小鼠和SKI小鼠ASMC中SERCA2蛋白表达没有差异,说明C674失活虽然不影响SERCA2的表达,但是影响了SERCA2的功能。我们利用Ca2+螯合剂BAPTA-AM减少SKI小鼠ASMC胞浆Ca2+水平,结果显示ASMC的增殖和迁移能力降低,说明C674失活通过增加胞浆Ca2+促进ASMC的增殖和迁移。进一步探索发现,与WT小鼠的ASMC相比,SKI小鼠的ASMC:1)G0/G1期细胞占比减少,S期细胞占比增加。调控细胞G0/G1期的cyclin D1蛋白表达增加,促进G1期向S期转换的蛋白cyclin A1和cyclin A2表达增加,抑制cyclin D-细胞周期蛋白依赖性激酶4/6（cyclin-dependent kinase 4/6,CDK4/6）复合物和cyclin A-CDK2复合物的p21和p27表达减少,说明C674失活通过对这些细胞周期蛋白的调控加速细胞周期,促进细胞的增殖和迁移;2)与增殖相关的肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system,RAS）激活,抑制增殖的p53蛋白表达减少,增殖相关的细胞外信号调节激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase1/2,ERK1/2）通路激活。RAS中血管紧张素转化酶（angiotensin-converting enzyme,ACE）和血管紧张素1型受体（angiotensin type1 receptor,AT1R）表达增加,血管紧张素转化酶2（angiotensin-converting enzyme 2,ACE2）表达减少,angiotensin-（1-7）的G蛋白偶联受体Mas没有变化;3)ROS生成增加。抑制ROS生成的谷胱甘肽过氧化物酶-1（glutathione peroxidase-1,GPx-1）、NADPH醌氧化还原酶1（NAD[P]H quinone oxidoreductase1,NQO1）、血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1,HO-1）和超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase1,SOD1）蛋白表达减少。在SKI小鼠的ASMC,AT1R阻断剂olmesartan:1)抑制cyclin A1表达,增加p53的表达;2)抑制ROS的生成,增加GPx-1和SOD2的蛋白表达;3)抑制细胞的增殖和迁移,说明RAS的激活至少部分介导了C674失活对ASMC增殖和迁移的调控,可能与其调控细胞周期蛋白和ROS生成有关。接下来,我们探索了RAS的上游调控蛋白。在SKI小鼠的ASMC,内质网应激抑制剂4-PBA和AMPK激动剂AICAR抑制ACE的蛋白表达;PPARγ激活剂pioglitazone增加ACE2的蛋白表达;Ca N抑制剂Cs A对RAS没有明显的影响,说明C674失活引起的RAS激活受内质网应激、AMPK和PPARγ通路调控。在SKI小鼠的ASMC,ERK1/2的抑制剂U0126:1)抑制cyclin A2的蛋白表达;2)抑制ROS的生成,增加NQO1和HO-1的蛋白表达;3)抑制细胞的增殖和迁移,说明ERK1/2通路的激活至少部分介导了C674失活对ASMC增殖和迁移的调控,可能与其调控细胞周期蛋白和ROS生成有关。在SKI小鼠的ASMC,ROS清除剂Tempol:1)抑制ROS的生成,增加GPx-1、HO-1和SOD1的蛋白表达;2)抑制cyclin A1、cyclin A2和cyclin D1的蛋白表达,增加抑制增殖的p27蛋白表达;3)抑制RAS（ACE和AT1R）和ERK1/2通路的激活;4)抑制细胞的增殖和迁移,说明ROS介导了C674失活对ASMC增殖和迁移的调控,可能与其调控RAS和ERK1/2通路的激活有关。最后,我们利用SERCA2的激动剂CDN1163探讨了激活SERCA2是否改善C674失活对细胞增殖和迁移的调控。在SKI小鼠的ASMC,CDN1163:1)增加SERCA2的蛋白表达,抑制cyclin A2和cyclin D1的表达,增加p27的蛋白表达;2)抑制细胞的增殖和迁移,说明SERCA2功能障碍时激活SERCA2抑制ASMC的增殖和迁移。结论:SERCA2中C674失活引起氧化应激,激活RAS和ERK1/2通路,促进ASMC的增殖与迁移。ASMC中RAS和ERK1/2通路的激活也参与C674失活对ROS生成、细胞增殖和迁移的调控。