2022年4月22日

了解动脉硬化:血管在压力下如何重组

名古屋市立大学

高血压是一种非常常见的疾病，可能由体育活动、压力或某些疾病引起。不幸的是，持续的高血压会导致血管平滑肌细胞(构成血管壁的细胞)结构的长期变化，这一过程被称为“血管重塑”。如果不加以控制，这种结构会使动脉壁变硬，从而失去适当调整其大小的能力。这反过来又会导致动脉硬化，增加脑血管疾病的风险。

高血压为什么以及如何引发血管重塑还不完全清楚。科学家们已经证明，巨噬细胞(一种杀死异物的白细胞)参与了这种转化。具体来说，巨噬细胞从血管外积聚在血管壁内，引起慢性炎症。然而，协调这一过程的潜在机制仍然未知。

在这种背景下，来自日本和加拿大的研究人员在最近的一项新研究中，研究了血管平滑肌细胞中被称为“兴奋-转录(E-T)偶联”的机制。通过从单细胞到整个生物体的实验，他们揭开了这些细胞中E-T耦合背后的秘密，成功地将E-T耦合机制与血管重塑联系起来。这项研究发表在《科学》杂志上美国国家科学院院刊，由日本名古屋城市大学的副教授铃木良明、山村久雄和今泉裕二，以及加拿大卡尔加里大学的Gerald W. Zamponi和Wayne R. Giles领导。

已知各种类型的细胞经历E-T偶联。例如，在神经元中，以钙离子(Ca^{2 +})通过钙通道进入细胞，激活某些转录因子和酶。这些反过来又触发了各种基因的转录。同时，虽然Ca流入后血管平滑肌细胞也发生E-T偶联^{2 +}在高压下，人们对它是如何发生的，哪些基因被触发，以及它在我们身体中扮演的角色知之甚少。

研究人员试图通过关注小泡来回答这些问题，小泡是一种广泛存在于细胞膜上的类似凹陷的小结构。通过对单个细胞、细胞培养物和活小鼠的详细实验，研究小组发现，在血管小泡中发现的一种特定的蛋白质复合物是血管平滑肌细胞E-T偶联的关键角色。

他们证明了这个被称为Ca_v1.2/CaMKK2/CaMK1a，形成于小穴内，CaMKK2和CaMK1a均被Ca直接激活^{2 +}通过Ca进入_v1.2当受到某些刺激时，如高压。此外，他们还表明，这种复合物激活了一个信号通路，该通路磷酸化了一种名为CREB的转录因子，最终导致多个基因的转录增加。

通过详细研究E-T耦合促进的基因，并观察它们在被阻断或放大时的影响，研究人员有了一些重要的发现。首先，这些基因中的一些与趋化性有关，趋化性是指细胞运动被化学刺激触发和引导的现象。这有助于解释巨噬细胞从血管外进入血管壁。