近日，意昂2平台基礎醫學院生理學與病理生理學系青年研究員周菁團隊在生物醫學工程領域國際權威學術期刊《Biomaterials》發表研究論文，首次報道DNA甲基化轉移酶1（DNMT1）在血管平滑肌細胞中介導基質硬度所致細胞表型轉換的重要作用。論文題目為“Matrix stiffness determines the phenotype of vascular smooth muscle cell in vitro and in vivo: Role of DNA methyltransferase 1”，論文通訊作者為周菁研究員，其博士研究生謝思安為第一作者。

　　血管平滑肌細胞中DNMT1介導細胞外基質硬度調控的平滑肌細胞表型轉換過程

　　《中國心血管病報告2016》顯示👩‍❤️‍👨，目前我國心血管病死亡占城鄉居民總死亡原因首位，高於腫瘤和其他疾病，占居民疾病死亡構成的40%以上。血管硬化/鈣化病變的發生使心血管疾病風險升高三到四倍💂🏽‍♀️，並且是動脈粥樣硬化🤜🏼、糖尿病🧥、慢性腎臟病🦴、高血脂、骨質疏松等疾病的重要並發症🐸，嚴重影響以上疾病患者的預後。血管鈣化的本質是一種異位骨化過程☞，血管細胞外基質出現羥磷灰石結晶沉積、血管順應性下降且管壁硬度增加、中膜與內膜平滑肌細胞向成骨細胞轉分化是血管鈣化的主要特征。對該病變發生之誘因及進展機製的研究集中在鈣磷代謝失常、氧化應激、調控血管細胞表型轉化的細胞因子失衡等生物化學因素，而對於血管平滑肌細胞所處基質力學微環境對平滑肌細胞表型影響的理解尚淺。解答該力學生物學問題對深化理解血管硬化/鈣化的病理發生機製具有重要科學意義，並可望為血管硬化所致心血管疾病的預防與診療提供潛在標靶🧑🏿‍🦱。

　　該團隊利用聚丙烯酰胺水凝膠模擬不同硬度細胞基底硬度，並采用小鼠急性動脈損傷血管硬化模型和小鼠高腺嘌呤飲食誘導慢性腎衰模型等研究系統，結合動脈硬化病人的臨床樣本分析，發現🧘🏼‍♂️：DNMT1可以調控平滑肌細胞表型標誌物的表達進而影響平滑肌細胞的功能，其中，DNMT1表達上調可使平滑肌細胞趨向收縮表型，收縮表型標誌物上調，平滑肌細胞收縮能力增加✋🏼；下調DNMT1表達可使平滑肌細胞中合成表型及成骨表型標誌物表達增加，並促進平滑肌細胞向成骨樣方向轉化👷🏽‍♀️🛄，發生細胞自身硬度的升高。不同硬度的細胞外基質對平滑肌細胞的表型轉換是通過對DNMT1的表達調控來實現的🦇；在平滑肌細胞中DNMT1過表達可抑製細胞外硬度增加引起的平滑肌細胞向成骨表型的轉換🔀；在小鼠急性和慢性血管硬化模型中，血管硬度增加降低DNMT1在平滑肌細胞的表達🐤，此時平滑肌細胞收縮表型標誌蛋白表達下調且鈣沉積增加👨🏼‍✈️📕；對動物以DNMT1抑製劑5-氮雜-2'-脫氧胞啶（5-aza-dC）抑製血管平滑肌細胞DNMT1表達🧑🏿‍⚕️𓀅，可促進血管硬化和鈣沉積👨🏿‍🦰。研究結果表明DNMT1下調是胞外基質硬化誘導的平滑肌細胞——成骨細胞轉分化的重要機製。該研究結果增進了對動脈硬化發生機製的了解，並提出DNMT1有可能成為相關血管疾病早期診斷和幹預的關鍵靶點👂🏻。

　　論文鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961217307615

（基礎醫學院）

編輯：柳欣