首页>新闻资讯>今日科研>NRP2 通过上调 PARP1 表达和增强 LSS 诱导的内皮细胞凋亡促进动脉粥样硬化

NRP2 通过上调 PARP1 表达和增强 LSS 诱导的内皮细胞凋亡促进动脉粥样硬化

内皮细胞的物理和生物屏障功能的损害在动脉粥样硬化的起始中起关键作用。除炎症因子和脂质外,许多其他因素,如氧化应激和细胞凋亡,都与动脉粥样硬化有关,尤其是在初期。血流剪切应力的生物力学损伤效应引起了越来越多的关注。在细胞水平上,低剪切应力(LSS)导致规则排列的内皮细胞变为多边形、不规则和无序排列。此外,近年来的实验表明,LSS 通过多种信号通路损害内皮功能。

Neuropilin2NRP2)是 NRP 家族的成员,于 1997 年首次被发现,在神经元引导、血管生成和胚胎血管发育中具有重叠作用。然而,越来越多的证据表明,内皮来源的 NRP2 通过调节 TGFβ/VEGF/INTEGRIN/SEMA3 信号通路参与内皮间充质转化、淋巴管生成和新血管生成。所有这些过程都与血管疾病的发生和进展有关。然而,关于血流剪切应力是否可以调节 NRP2 并进一步影响动脉粥样硬化,目前尚不清楚。

基于此,南京医科大学附属南京第一医院心内科的专家学者进行了深入研究,目的是阐明 NRP2 在细胞凋亡中的作用,因为它与 LSS 引起的动脉粥样硬化有关,并探讨其潜在机制。文章名为《NRP2 promotes atherosclerosis by upregulating PARP1 expression and enhancing low shear stress-induced endothelial cell apoptosis.》


LSS 在体内和体外均增加 NRP2 表达
为了确定 NRP2 在动脉粥样硬化进展中的作用,人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和小鼠主动脉内皮细胞(MAECs)暴露于静态条件或 LSS(2 dyne/cm22h,实验检测 NRP2 水平。蛋白质印迹分析表明,随着刺激时间的增加,HUVECs MAECs 中的 NRP2 含量逐渐增加RT-qPCR 显示 HUVECs MAECs NRP2 mRNA 表达显著增加

然后,实验检测了 AA(生理 LSS 区域)和 TA(正常剪切应力区域)的内皮细胞中 NRP2 表达的变化。蛋白质印迹分析表明,与 TA 相比 ,Apoe -/-(载脂蛋白E敲除)小鼠的 AA 内皮细胞中 NRP2 的表达上调Enface 染色还显示 Apoe -/-小鼠的 AA 内皮细胞中 NRP2 蛋白水平较TA内皮细胞增加总体而言,无论在体内还是体外,LSS均能促进NRP2的表达。


NRP2 敲低在体外减弱 LSS 诱导的内皮细胞凋亡
以往的研究表明,Bcl-2 Bax 的表达与细胞凋亡水平密切相关。因此,通过蛋白质印迹分析,实验评估了用 NRP2 siRNA 或乱序 siRNA (Scr) 转染的 HUVECs 中的 Bcl-2 Bax 含量。LSS 处理后 HUVECs Bax 蛋白表达增加,Bcl-2 蛋白表达减少,这可通过转染 siNRP2 逆转TUNEL 测定对 HUVEC 细胞凋亡的研究显示,与乱序 siRNA 处理的 HUVECs 相比,在 LSS 刺激 2h NRP2 siRNA 处理的 HUVECs 细胞凋亡显著减少(图2 B)。

此外,FCM 以研究 NRP2 LSS 诱导的 HUVEC 细胞凋亡的影响。在 LSS 刺激 2h后,HUVEC 细胞凋亡显著上调,这被 NRP2 siRNA 转染逆转。总的来说,这些发现表明 NRP2 缺失显著减少了 LSS 诱导的 HUVEC 细胞凋亡。


NRP2 体外过表达促进 LSS 诱导的内皮细胞凋亡
为了进一步验证 NRP2 HUVECs 中响应 LSS 的作用,实验构建了一个基于pcDNA3.1 的表达质粒来过表达 NRP2。蛋白质印迹以验证 NRP2 过表达的效率。首先检测了不同组中 Bcl-2 Bax 蛋白的表达。LSS HUVECs 中下调 Bcl-2 表达并上调 Bax 表达,而 NRP2 过表达增强了这种改变

接下来通过 TUNEL 染色和 FCM 检测 HUVEC 细胞凋亡,两者都表明 NRP2 过表达加剧了 LSS 下的 HUVEC 细胞凋亡这些发现表明 NRP2 在体外对调节 LSS 诱导的 HUVEC 细胞凋亡有显著的调节作用。


NRP2 在体内和体外通过 PARP1 介导 LSS 诱导的 EC 细胞凋亡
为了研究 NRP2 调节 LSS 诱导的 EC 细胞凋亡的潜在分子机制,实验搜索了与 LSS 刺激后 EC 细胞凋亡相关的基因。以前的研究报道,PARP1 抑制可以抑制内皮细胞凋亡。蛋白质印迹分析表明,受 LSS 刺激的 HUVECs NRP2 沉默后 PARP1 的表达降低,而 NRP2 的过表达导致 PARP1 含量的上调。此外,Enface 染色观察到 NCD(正常饮食)+ NRP2 KD AA 的内皮细胞中 PARP1 含量低于 NCD + NRP2 载体组

为了进一步确定 NRP2 HUVECs 细胞凋亡的抑制作用是否由 PARP1 介导,使用 NRP2 siRNA PARP1 过表达质粒共转染细胞。在用 NRP2 siRNA 转染的 HUVECs 中观察到 Bcl-2 蛋白表达增加,Bax 蛋白表达减少,这通过与 PARP1 过表达质粒共转染而逆转这些发现表明,在 LSS 刺激下 NRP2 HUVEC 凋亡的影响依赖于 PARP1


GATA2 在体外通过上调 NRP2 表达促进 LSS 诱导的 EC 凋亡
为了进一步了解 NRP2 如何调节 HUVECs 中的细胞凋亡,实验考虑了与 NRP2 表达相关的转录调节因子。先前的研究表明,GATA2 通过 NRP2 调节血管生成和淋巴管生成。因此,实验想知道 GATA2 是否可以在 LSS 刺激下调节内皮细胞中的 NRP2。随后进行了蛋白质印迹,发现 GATA2 的敲低下调了 LSS 条件下 HUVECs NRP2 PARP1 的表达

此外,用 GATA2 siRNA 和 NRP2 过表达质粒共转染细胞,以确定 GATA2 对 HUVEC 细胞凋亡的影响是否依赖于 NRP2 表达。正如预期的那样,受 LSS 的 HUVECs 中GATA2 的沉默抑制了 Bax 蛋白表达并增加Bcl-2 蛋白表达,而在与 NRP2 过表达质粒共转染后该效果被逆转。实验发现 GATA2 通过在体内靶向 NRP2 促进 HUVEC 细胞凋亡以响应 LS。

总之,该研究表明,LSS 诱导的 NRP2 增加依赖于 GATA2 的表达,而 NRP2 通过增加 PARP1 的表达来促进内皮细胞凋亡。在动物实验中,NRP2 敲低显著抑制了动脉粥样硬化的进展。这些发现提供了解释 LSS 诱导的病理过程的新机制,并可能促进动脉粥样硬化疾病,特别是血管分叉病变的新疗法的开发,并代表了未来探索的新领域。


参考文献:Luo S, Wang F, Chen S, Chen A, Wang Z, Gao X, Kong X, Zuo G, Zhou W, Gu Y, Ge Z, Zhang J. NRP2 promotes atherosclerosis by upregulating PARP1 expression and enhancing low shear stress-induced endothelial cell apoptosis. FASEB J. 2022 Feb;36(2):e22079. doi: 10.1096/fj.202101250RR. PMID: 35028975.
原文链接:https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/35028975/

图片来源:所有图片均来源于参考文献

小编旨在分享、学习、交流生物科学等领域的研究进展。如有侵权或引文不当请联系小编修正。如有任何的想法以及建议,欢迎联系小编。欢迎关注公众号Naturethink了解更多科研资讯。



标签:

分类阅读

热门阅读