【文献解读】促进EPCs转分化，Kir2.1通道或是血管重塑疾病治疗新靶点！

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发布日期：2022年01月19日

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【文献解读】促进EPCs转分化，Kir2.1通道或是血管重塑疾病治疗新靶点！

背景

在血管修复过程中，骨髓源性内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)被动员定位至局部血管损伤部位，并分化为血管内皮细胞。因此，EPCs是新生儿新生血管形成和血管生成的关键细胞。越来越多的证据和以往的报道表明，EPCs移植在颈动脉损伤、后肢和心肌缺血动物模型中具有治疗的潜力。有文献表明，在一定的生理或病理生理条件下，EPCs可以发生内皮-间充质转化(EndoMT)，这意味着它们的功能可能会改变，但是这个转变过程的潜在机制尚未明确。最近的研究还表明，Kir2.1通道与EPCs的分化密切相关。然而，Kir2.1通道表达的改变是否影响EPCs分化(转分化)或随后的细胞学功能也尚未被讨论。

针对这个问题，来自青岛大学医学院干细胞与再生医学研究所的Xiaodong Cui等研究人员在JOURNAL OF CELLULAR AND MOLECULAR MEDICINE上发表了名为“Slight up-regulation of Kir2.1 channel promotes endothelial progenitor cells to transdifferentiate into a pericyte phenotype by Akt/mTOR/Snail pathway”的文章。文章中报道了他们对Kir2.1的轻微上调促进了通道超极化，促进了EPC间充质转化，这一过程在血管生成和血管稳定中具有重要的功能。

在这个研究中，研究人员发现Kir2.1表达的轻微上调促进了干细胞特性因子ZFX和NS的表达，抑制了与衰老相关的β-半乳糖苷酶的表达。进一步的研究表明，Kir2.1的轻微表达也可以提高周细胞分子标记物NG2、PDGFR β和Desmin的表达。此外，腺病毒介导的Kir2.1过表达会增强EPCs对去甲肾上腺素的收缩反应。这些结果表明，上调Kir2.1通道的表达可促进EPCs转分化为周细胞表型。此外，发现EPCs向间充质细胞（周细胞）转分化的机制与Kir2.1通道功能活性密切相关，该通道可通过激活Akt/mTOR/Snail信号通路促进EPCs内皮-间充质转化。

EPCs来源的周细胞表达标记蛋白Desmin，促进新生血管的成熟和稳定

Desmin是周细胞的一种结构和功能蛋白，它对维持血管稳定和周细胞牵拉非常重要。免疫荧光检测结果显示，经pAV-Kir2.1转染EPCs后Desmin蛋白表达显著增加(图1A)。为观察转分化的EPCs对血管内皮细胞稳定性的影响，将转化后的EPCs与大鼠大动脉内皮细胞（RAECs）（由源井生物提供）在基质中共培养。与对照组相比，体外转分化的EPCs表现出更长的血管(图1B和C)和更高的毛细血管样结构维持率（图2），这表明在EPCs中过表达Kir2.1可促进血管生成，稳定新生血管形成。在这个实验中，源井提供了CM-Dil-labelled RAECs有助于在荧光显微镜下观察和分析血管的形成情况。

图1

图2

Kir2.1表达的轻微上调通过Akt/mTOR/Snail信号通路促进EPCs转分化为周细胞表型

他们进一步研究了潜在的分子信号通路在Kir2.1介导的EPCs转分化中的作用。研究发现，增加Kir2.1的表达可以提高细胞内Akt和mTOR的磷酸化水平，促进Snail蛋白的表达。使用Kir2.1通道阻滞剂ML133处理消除了这些效应(图3A)。然后使用Akt磷酸化阻滞剂MK2206、p-mTOR抑制剂RAD001和Snail siRNA抑制或干扰相应信号分子的表达。然后检测这些变化对标记分子NG2和PDGFR β以及干细胞特性因子ZFX和NS表达的影响。结果显示，MK2206、RAD001和Snail siRNA可减弱Kir2.1促进的NG2、PDGFR β、NS和ZFX的上调表达(图3B)，表明Akt/mTOR/Snail在Kir2.1诱导的EPCs的EndoMT中起核心作用。MK2206可以显著抑制Akt的磷酸化。结合实验其他结果表明，轻微过表达Kir2.1可以通过Akt/mTOR/Snail途径促进EPCs转分化。