SOX6在低氧诱导的人肺动脉平滑肌增殖中的作用及机制的初步研究

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:christopherq
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低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)是特发于低氧条件下的疾病,其病理变化主要集中在肺血管上,表现为长期的收缩及显著的结构改变,其肺动脉压力持续保持在较高的水平和右心室的渐进性肥大是其主要临床特征,在平原地区常继发于肺部疾病导致的低氧状态,如慢性阻塞性肺疾病等。HPH同时也是很多高原特发疾病的中心环节,HPH会加重心脏负荷,进一步影响心功能,严重影响高原居民生活质量、生命健康。因此阐明HPH的发生发展进程,有助于我们掌握其发病基础,为制定确实有效的防治手段提供重要的理论支撑。低氧引起的肺组织中血管结构的明显改变是HPH主要的病理特征,也是维持肺动脉压力在较高水平的病理基础,而低氧引发的肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)显著增殖是导致肺组织中血管结构发生改变的主要原因。低氧诱导的PASMCs增殖一直是HPH发病机制的研究热点,但因其是一个受多种因素交互影响的复杂过程,目前仍未阐明其发生机制。低氧时,PASMCs内离子通道的改变、氧化应激损伤、mi RNA谱和酸碱平衡的改变以及ROCK和HIF等信号通路的激活都会促进其增殖。且越来越多的证据表明,肿瘤和低氧引起的PASMCs增殖在发生机制方面有很多共通之处,多种在肿瘤细胞增殖中有着关键作用的分子机制,也被证实在低氧引发的PASMCs增殖中发挥着重要的调控作用。研究发现,低氧可使大鼠肺组织中的细胞因子信号转导抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)的表达发生变化,而增加其表达可显著缓解低氧引起的大鼠肺血管结构重构。且SOCS3对由炎症因子、低氧引起的血管平滑肌增殖反应有显著的抑制作用,而这种作用与STAT3信号通路有着密不可分的关系,同时在SOCS3的启动子区域有识别SOX6的特征序列,SOCS3的转录表达直接受SOX6调控。SOX6(sex determining region Y-box 6)是Y染色体性别决定区基因家族中的成员,调控胚胎发育、软骨形成等重要的发育进程。最近的研究发现,SOX6可以作为一种抑癌分子来发挥作用,使肿瘤细胞处于G0/G1期的比例增多,进而阻碍其增殖。但有关SOX6在正常细胞增殖和低氧诱导的PASMCs增殖中的作用均未见报道。鉴于低氧对SOCS3表达的影响,及其在血管平滑肌细胞增殖中的作用和相关机制,结合其上游调控分子SOX6在调控肿瘤细胞增殖中的功能,因此推测SOX6可能在低氧引起的PASMCs增殖中有着重要的作用,其机制与SOCS3和STAT3信号通路有着密切的关系。因此,本课题拟通过si RNA、慢病毒转染等技术研究SOX6在低氧引起的HPASMCs增殖中的作用及机制,找到调控低氧诱导HPASMCs增殖的新靶点,充实HPH的发病机制研究,同时也为制定HPH防治措施找到新的方向。方法1.以人肺动脉平滑肌细胞(human pulmonary artery smooth muscule cells,HPASMCs)作为细胞模型,基于处理模式不同将全部细胞划分为3组:常氧组(21%O2)、低氧24 h组(4%O2)、低氧48 h组(4%O2)。2.通过si RNA下调HPASMCs中的SOX6和SOCS3的表达。用慢病毒转染上调细胞中SOX6的表达,然后用4%O2处理48h诱导其增殖。3.q RT-q PCR和Western blot检测各组细胞中SOX6、SOCS3、PCNA、磷酸化信号转导与转录激活因子3(phosphorylated-signal transduction and activators of transcription 3,p-STAT3)的表达变化。其中PCNA的蛋白表达水平与CCK-8检测结果一起用来判断细胞增殖情况。结果1.低氧对SOX6表达和HPASMCs增殖的影响:低氧可使HPASMCs的CCK-8相对水平和PCNA蛋白表达都显著升高(P<0.05),而SOX6蛋白则显著下调(P<0.01)。2.SOX6在低氧诱导的HPASMCs增殖中的作用:用si RNA干扰SOX6表达,可使HPASMCs中SOX6的m RNA和蛋白都显著下调(P<0.001),而细胞的CCK-8相对水平和PCNA蛋白水平都显著升高(P<0.05)。慢病毒转染使细胞中的SOX6蛋白显著上调(P<0.05),后将其放在4%O2条件下处理48h,细胞的CCK-8相对水平和PCNA蛋白水平都显著降低(P<0.05)。3.SOX6调控低氧诱导的HPASMCs增殖的机制:低氧、干扰SOX6表达都可使SOCS3蛋白显著下调(P<0.05),而过表达SOX6则使细胞中的SOCS3蛋白显著上调(P<0.01)。用si RNA干扰可显著下调SOCS3的m RNA和蛋白水平,但CCK-8相对水平和PCNA水平都明显升高,且存在统计学差异(P<0.05)。低氧、敲低SOX6表达、敲低SOCS3表达都可使HPASMCs中的p-STAT3蛋白显著上调(P<0.01),而过表达SOX6可使HPASMCs中的p-STAT3蛋白显著下调(P<0.01)。结论1.低氧显著下调SOX6表达,诱导HPASMCs增殖。2.SOX6调控低氧诱导的HPASMCs增殖。3.SOX6通过SOCS3影响STAT3信号通路来调控低氧诱导的HPASMCs增殖。
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