Interact Cardiovasc Thorac Surg：机械应力改变血管间质和内皮细胞中钙化相关基因的表达
2019-01-09 MedSci MedSci原创
血管壁钙化是动脉粥样硬化疾病的主要病理生理学表现，与成骨有许多相似之处。血管壁的机械应力理论上可能有助于内皮细胞和间质细胞的增殖过程。本研究致癌探究机械应力对原代人内皮细胞和间质细胞中某些钙化相关基因表达的影响，以及内皮细胞如何刺激成纤维细胞和平滑肌细胞。使用FlexCell生物反应器对人脐静脉内皮细胞和间质细胞进行循环拉伸，并且间质细胞也在嵌入三维胶原凝胶中的培养物中经受拉伸应变。来自内皮细胞的
血管壁钙化是动脉粥样硬化疾病的主要病理生理学表现，与成骨有许多相似之处。血管壁的机械应力理论上可能有助于内皮细胞和间质细胞的增殖过程。本研究致癌探究机械应力对原代人内皮细胞和间质细胞中某些钙化相关基因表达的影响，以及内皮细胞如何刺激成纤维细胞和平滑肌细胞。
使用FlexCell生物反应器对人脐静脉内皮细胞和间质细胞进行循环拉伸，并且间质细胞也在嵌入三维胶原凝胶中的培养物中经受拉伸应变。来自内皮细胞的培养基用于刺激凝胶培养的间质细胞，或者将内皮直接播种在上面。从患有和不患有主动脉瘤的患者的主动脉壁碎片中分离人内皮细胞和平滑肌细胞进行对比。使用定量PCR测量基因的表达。
结果显示，4小时循环拉伸的内皮细胞内骨形态发生蛋白2（BMP-2）的mRNA表达上升，骨形态发生蛋白2是主要的促分裂原生长因子。当应用于血管间质细胞的三维培养时，来自预拉伸的内皮细胞的培养基降低了成纤维细胞中BMP-2和骨膜素mRNA的表达。凝胶培养的间质细胞中的静态张力上调BMP-2 mRNA的表达。在该培养物的顶部添加内皮细胞还减少了抗钙化基因，骨膜素和骨桥蛋白的mRNA。与来自健康主动脉的细胞相比，来自人主动脉瘤的平滑肌细胞中观察到类似的变化。主动脉瘤内皮细胞也显示出BMP-2 mRNA的表达增加。
综上所述，该研究结果表明，内皮细胞通过上调促成骨因子BMP-2 mRNA对机械应激起反应，并调节血管间质细胞中其他成骨因子的表达。因此，当暴露于机械应力时，内皮细胞可能导致血管钙化。
原始出处：
Rutkovskiy A, Lund M, et al., Mechanical stress alters the expression of calcification-related genes in vascular interstitial and endothelial cells. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2019 Jan 2. doi: 10.1093/icvts/ivy339.
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