周期性高张应变通过下调PGC1α表达抑制血管平滑肌细胞线粒体生物发生

作者：张守敏; 李之音; 田文浩; 陶雨婷; 齐颖新; 韩悦^*

来源：医用生物力学, 2023, 38(01): 156-163.

DOI：10.16156/j.1004-7220.2023.01.023

• 周期性张应变
• 血管平滑肌细胞
• 线粒体生物发生
• PGC1α
• 线粒体DNA拷贝数
• 柠檬酸合酶

目的 探讨高血压背景下病理性高张应变对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)线粒体生物发生的影响，以及PGC1α蛋白在这一过程中的作用。方法 采用Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统对VSMCs施加频率为1.25 Hz、幅度分别为5%和15%的周期性张应变，模拟正常生理情况和高血压病理情况下的力学环境；通过蛋白免疫印迹(Western blotting)和荧光定量PCR(qPCR)方法检测正常生理和高血压病理力学条件下VSMCs的PGC1α蛋白表达，以及柠檬酸合酶和线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数变化情况；应用PGC1α特异性激活剂ZLN005和有效干扰片段siRNA检测PGC1α表达上调或下调对柠檬酸合酶和mtDNA拷贝数的影响。结果 与5%生理性周期性张应变相比，15%病理性高张应变显著抑制VSMCs的PGC1α和柠檬酸合酶的表达，mtDNA拷贝数显著降低。与对照组相比，对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA或孵育PGC1α特异性激活剂ZLN005,分别下调和上调PGC1α蛋白表达，VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也相应地降低和增加。在加载生理性周期性张应变条件下，对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA显著下调其蛋白表达；对VSMCs施加PGC1α特异性激活剂ZLN005显著上调PGC1α蛋白表达，柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也被增加。结论 高血压背景下病理性周期性高张应变通过抑制VSMCs的PGC1α蛋白显著下调VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数，进而导致VSMCs线粒体功能障碍。PGC1α可能是缓解高血压病理进程的潜在治疗靶向分子。

• 单位
  上海交通大学; 生命科学技术学院