rAAV-CD151在调控血管形成中维持内皮细胞和血管稳定性的机制研究

细胞-细胞粘附和细胞-外基质粘附是血管形成和维持新生血管稳定性的关键。我们前期研究证实CD151可调控体内和体外血管生成，但其促血管生成机制并不清楚。近来研究发现CD151及整合素与调节细胞粘附相关，且CD151 C末端胞浆结构域包含囊泡运输靶基序。故推测CD151通过维持内皮细胞和新生血管的稳定性从而调控血管形成，其机制与促进粘附分子运输、形成并维持细胞粘附结构有关。本研究以CD151-整合素复合体为研究对象，采用点突变法构建CD151与整合素结合部位的缺陷突变（QRD突变体）及囊泡运输的缺陷突变（ARSA突变体），拟阐明CD151如何维持内皮细胞和血管稳定性并调控血管形成的机制。首先，我们在细胞水平研究CD151及其突变体对内皮细胞粘附相关生物学行为的影响，研究结果显示CD151高表达显著促进内皮细胞在Matrigel上网格状结构形成，促进内皮细胞在基质表面的铺展以及细胞-细胞间的粘附聚集，同时也增强内皮细胞对Matrigel的侵袭力，并能促进内皮细胞-细胞粘附的稳定性维持及体外已生成血管的稳定性维持，但对内皮细胞-外基质的粘附无显著影响。而CD151QRD突变及CD151ARSA突变均显著削弱CD151上述作用。其次，在体实验中我们探讨CD151及其突变体对体内血管生成的影响，研究结果显示CD151-整合素结合部位的缺陷突变显著破坏CD151血管生成的稳定性，削弱CD151促血管生成的作用。由此可见，CD151-整合素复合体的形成对促进细胞粘附和维持血管稳定性过程具有重要作用。再次，通过免疫共沉淀实验和荧光标记检测粘附相关蛋白在细胞内的定位改变，研究结果显示CD151-整合素结合形成功能复合体，上调E-cadherin的表达，并促进E-cadherin在内皮细胞连接部位的锚定，而CD151QRD突变及CD151ARSA突变则显著削弱该作用，提示CD151-整合素复合体形成并调控E-cadherin囊泡运输是其调节细胞粘附和血管稳定的结构基础。最后，我们对粘附和血管形成相关的信号通路蛋白进行检测，结果显示CD151与整合素结合，促进Rac、cdc42的激活，促进FAK的磷酸化激活，促进PI3K/Akt/eNOS信号通路激活。而CD151QRD突变及CD151ARSA突变则显著削弱上述通路的激活。