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特约综述“血管稳态与重塑的力学调控”专题 血流剪切应力与内皮细胞命运*左朝艳,邱菊辉(重庆大学生物工程学院,生物流变科学与技术教育部重点实验室,血管植入物开发国家地方联合工程实验室,重庆 4 0 0 0 3 0)摘要 血管发育和稳态维持以及血管病理进程均依赖于血管内衬的内皮细胞(e n d o t h e l i a l c e l l s,E C s)。E C s与血液直接接触并受到血流剪切应力的作用,血流剪切应力通过调控E C s的发育和细胞命运等生物学过程来调节血管稳态。E C s命运转化主要包括生理条件下通过内皮-造血干细胞转化(e n d o t h e l i a l-t o-h e m a t o p o i e t i c t r a n s i t i o n,EHT)产生造血干/祖细胞进入循环系统,以及病理条件下经内皮-间充质转化(e n d o t h e l i a l-t o-m e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n,E n d MT)形成间充质细胞参与血管狭窄等,这两种命运转化的共同特点之一是细胞间黏附分子和黏附力的破坏。本文旨在概述血流剪切应力调控内皮细胞EHT和E n d MT的分子机制,将提升对心血管发育和相关疾病发生机制的理解。关键词 内皮细胞;血流剪切应力;内皮-间充质转化;内皮-造血干细胞转化;心血管疾病中图分类号 R 3 1 8.0 1H e m o d y n a m i c S h e a r S t r e s s a n d E n d o t h e l i a l C e l l F a t e*Z UO Z h a o-Y a n,Q I U J u-H u i(B i o e n g i-n e e r i n g C o l l e g e o f C h o n g q i n g U n i v e r s i t y,K e y L a b o r a t o r y f o r B i o r h e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h-n o l o g y o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,S t a t e a n d L o c a l J o i n t E n g i n e e r i n g L a b o r a t o r y f o r V a s c u l a r I mp l a n t s,C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 0,C h i n a)A b s t r a c t V a s c u l a r e n d o t h e l i a l c e l l s(E C s),t h e i n n e r l a y e r o f t h e b l o o d v e s s e l s,a r e c r i t i c a l f o r v a s c u l a r d e v e l o p m e n t,h o m e o s t a s i s m a i n t e n a n c e,a n d p a t h o l o g i c a l p r o c e s s e s.E C s a r e s u b j e c t e d t o h e m o d y n a m i c s h e a r s t r e s s d u e t o t h e i r d i r e c t c o n t a c t w i t h b l o o d,w h i c h r e g u l a t e s v a s c u l a r h o-m e o s t a s i s b y m o d u l a t i n g b i o l o g i c a l p r o c e s s e s s u c h a s t h e d e v e l o p m e n t a n d c e l l f a t e o f E C s.T h e c e l l f a t e t r a n s i t i o n o f E C s m a i n l y i n c l u d e s t h e g e n e r a t i o n o f h e m a t o p o i e t i c s t e m/p r o g e n i t o r c e l l s t h a t e n t e r t h e c i r c u l a t o r y s y s t e m v i a e n d o t h e l i a l-t o-h e m a t o p o i e t i c t r a n s i t i o n(EHT)a n d t h e f o r-m a t i o n o f m e s e n c h y m a l c e l l s i n v a s c u l a r s t e n o s i s v i a e n d o t h e l i a l-t o-m e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n(E n d-MT)u n d e r p a t h o l o g i c a l c o n d i t i o n s.O n e c o mm o n f e a t u r e o f b o t h f a t e t r a n s i t i o n s i s t h e d i s r u p t i o n o f i n t e r c e l l u l a r a d h e s i o n.H e r e,w e r e v i e w t h e m o l e c u l a r m e c h a n i s m s b y w h i c h h e m o d y n a m i c s h e a r s t r e s s r e g u l a t e s EHT a n d E n d MT i n e n d o t h e l i a l c e l l s,p r o v i d i n g v a l u a b l e i n s i g h t s i n t o t h e u n d e r l y i n g m e c h a n i s m s o f c a r d i o v a s c u l a r d e v e l o p m e n t a n d r e l a t e d d i s e a s e s.K e y w o r d s e n d o t h e l i a l c e l l s;s h e a r s t r e s s;e n d o t h e l i a l-t o-m e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n;e n d o t h e l i a l-t o-h e m a t o p o i e t i c t r a n s i t i o n;c a r d i o v a s c u l a r d i s e a s e引用格式:左朝艳,邱菊辉.血流剪切应力与内皮细胞命运.生理科学进展,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6Z UO Z h a o-Y a n,Q I U J u-H u i.H e m o d y n a m i c S h e a r S t r e s s a n d E n d o t h e l i a l C e l l F a t e.P r o g r e s s i n P h y s i o-l o g i c a l S c i e n c e s,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6.D O I 1 0.2 0 0 5 9/j.c n k i.p p s.2 0 2 3.0 6.1 0 7 4收稿日期:2 0 2 3-0 5-1 7;修回日期:2 0 2 3-0 6-1 6;接受日期:2 0 2 3-0 6-1 9*国家重点研发计划(2 0 2 2 Y F F 0 7 1 0 7 0 5)资助课题 通信作者 j h q i u c q u.e d u.c n062生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6 心血管系统是个体发育过程中形成的第一个有功能的器官系统,血管内表面由一层呈扁平鳞状的血管内皮细胞(e n d o t h e l i a l c e l l s,E C s)构成,是体液稳态维持的关键1。E C s具有多种重要功能,包括:调节血管内外物质交换、合成和释放血管活性物质以及调节血管平滑肌的舒张和收缩等。E C s一直处于流动的血液中,感受包括沿血流切线方向的流体剪切应力(f l u i d s h e a r s t r e s s,F S S)、静水压力(h y-d r o s t a t i c p r e s s u r e)和周向应力或拉伸(c i r c u m f e r-e n t i a l s t r e s s,C S)。F S S在调控血管稳态和内皮可塑性方面具有重要意义,其大小和方向受血液粘稠度、血流速度及血管形态等因素调控2。稳定和脉动的F S S能增强E C s抗炎、抗增殖、抗凋亡和抗血栓等多种功能以保护血管3。而处于血管分叉或弯曲等部位的E C s由于受到5 d y n/c m2的低剪切应力(l o w s h e a r s t r e s s,L S S)和振荡剪切应力(o s c i l-l a t o r y s h e a r s t r e s s,O S S)刺激,引起血管炎症和氧化应激等进而导致心血管系统病变,相关内容已有多篇研究论文和综述论文报道46。近些年的研究发现,E C s可以通过内皮-造血干细胞转化(e n d o t h e l i a l-t o-h e m a t o p o i e t i c t r a n s i t i o n,EHT)和 内 皮-间 充 质 转 化(e n d o t h e l i a l-t o-m e s e n-c h y m a l t r a n s i t i o n,E n d MT)分别形成造血干细胞(h e m a t o p o i e t i c s t e m c e l l s,H S C s)和间充质细胞7。目前,E C s是否能响应F S S发生细胞命运转化,及F S S调控细胞命运关键基因表达的机制仍然是该领域最重要的科学问题之一。本文主要综述了F S S如何调控E C s的可塑性和命运转化,特别是F S S调控E C s发生EHT和E n d MT的分子机制和关键信号传导途径,并对EHT和E n d MT作为未来潜在的临床治疗靶点进行展望。一、血流剪切应力调控内皮细胞命运转化血管内皮细胞在不同时期能感知血流动力学信号,通过细胞命运转化来参与机体的病理生理学过程(图1)。(一)低 剪 切 应 力 介 导 内 皮-造 血 干 细 胞 转化 成年造血系统的H S C s来源于胚胎期主动脉血管腹侧的一小群E C s(生血内皮细胞),通过EHT向造血细胞的命运转变8。这群生血内皮细胞,具有内皮细胞形态和特异性基因表达特征,同时具有分化为血细胞的潜能。生血内皮细胞表达内皮相关分子C D 3 1、C D 1 4 4、F l k 1、D l l 4以及造血相关分子C D 4 7、C D 6 1和转录因子R u n x 1。早 期 研 究 认 为H S C s起源于主动脉-性腺-中肾(a o r t a-g o n a d-m e s o-n e p h r o s,AGM)区域,直到2 0 0 8年,Z o v e i n等9发现内皮细胞具有H S C s活性及自我更新和多谱系造血分化的能力,揭 示了H S C s的内皮 起源。2 0 1 0年,多个研究团队利用实时成像技术和细胞示踪方法,在斑马鱼胚胎和小鼠主动脉体外培养系统中,直接示踪证实背主动脉的E C s向H S C s转分化的过程8。同时,通过这些方法也明确了H S C s形成的时间窗口,斑马鱼H S C s产生时间为受精后(p o s t-f e r t i l i z a t i o n)3 6小时(3 6 h p f)到5 4 h p f,而斑马鱼血流开始于2 42 6 h p f,小鼠H S C s形成于第1 0.5天(E 1 0.5),也是晚于血流(E 8.5)开始时间点。因此,F S S可能是EHT的重要调控因素。不同模型中均证实F S S是H S C s命运获得的重要调控因素。在体外培养的胚胎干细胞向造血分化的 模 型 中,F S S增 加 了 小 鼠 胚 胎AGM区 域C D 4 1+和 K i t+的H S C s中R u n x 1的表达,同时增强其造血集落形成能力1 0。以斑马鱼为模型,发现扩张血管的化合物,具有降低血液流动速度和切应力 的 潜 能,如 前 列 腺 素E 2(p r o s t a g l a n d i n E 2,P G E 2)等 能 增 加H S C s的 数 量 并 提 高 其 增 殖 能力1 1。同样,小鼠体内研究结果也说明E 1 0.5小鼠胚胎主动脉在静态或 5 d y n/c m2的L S S条件下培养,在L S S条 件 下 的 细 胞 表 达 更 高 水 平 的R u n x 11 0。相关的主要机制是,5 d y n/c m2的L S S条件下,生血内皮细胞的C a2+内流会提高P t g s 2基因编码的环氧化酶的活性和转录水平,P G E 2表达升高刺激E P2/E P4 G蛋白偶联受体调节c AMP-P KA-C R E B信号,从而激活造血主要调节因子1 2。此外,钙通道阻滞剂N i f e d i p i n e处理胚胎能使血管直径增加,血流速度降低,切应力减小,而一氧化氮合酶抑制剂L-NAME相反。转基因鱼T g(c m y bG F P)和T g(c d 4 1G F P)共 聚 焦 成 像 均 显 示,N i f e d i p i n e处 理 组 胚 胎 的H S C s数 量 增 加,而L-NAME处理后H S C s数量减少,说明低切应力可以增加H S C s数量1 3,结果与已有报道一致1 1。有趣的是,有研究发现血液流动在维持H S C s增殖分化中十分关键,而启动背主动脉相关细胞中R u n x 1的表达并不依赖于切应力,主要的证据是基于心脏不跳动的无血流突变体胚胎来研究R u n x 1阳性细胞的动态变化,发现无血流的情况下,R u n x 1阳性数量在造血起始时基本一致,而随着时间延长逐渐减少1 4。类似的证据是,H S C s的生成在内皮型一氧化氮合酶1(e n d o t h e l i a l n i t r i c o x i d e s y n t h a s e 1,e NO S 1)缺陷的小鼠胚胎体内没有受到影响1 1。162生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6(二)低剪切应力和振荡剪切应力促进内皮-间充质转化 内皮-间充质转化是上皮-间充质转化的特殊形式,是指内皮细胞在刺激因素作用下向间充质细胞转化的过程,该过程细胞极性丧失、细胞间连接破坏、细胞增殖及迁移能力增强等形态和生理急剧变化,最终内皮细胞特征丢失,转化为间充质样细胞类型1 5。E n d MT过程细胞相关标志性蛋白表达显著改变,如平滑肌肌动蛋白(a l p h a-s m o o t h m u s-c l e a c t i n,-S MA)、波形蛋白(V i m e n t i n)、N-钙黏素(N-c a d h e r i n)、成纤维细胞激活蛋白、成纤维细胞特异性蛋白(S 1 0 0 A 4蛋白),以及I型和I I I型纤维胶原等蛋白质表达上调。而内皮细胞特异性蛋白,如C D 3 1/血小板内皮细胞黏附分子-1(p l a t e l e t e n d o-t h e l i a l c e l l a d h e s i o n m o l e c u l e s,P E C AM-1)、血管性 血 友 病 因 子(v o n W i l l e b r a n d f a c t o r,v WF)、e NO S和血管内皮钙黏素(v a s c u l a r e n d o t h e l i a l c a d-h e r i n,V E-c a d;C DH 5)等表达下调,导致E C s屏障功能减弱和细胞通透性增加,使得内皮抗血栓形成和血管生成等功能丧失。低剪切应力和振荡剪切应力会破坏E C s的稳定性并诱导E n d MT,而层流流场则能维持E C s的稳态并抑制E n d MT1 6。在F S S刺激下,E C s通过多种信号分子维持内皮稳态并抑制E n d MT发生。如在先天性心脏病相关肺动脉高压的肺血管重构过程中,E C s感受F S S刺激并启动T G F-等多种信号分子反应,显著调控基因表达改变1 7。层流剪切应力诱导K L F转录因子的表达在抑制E n d MT中起关键作用,主要机制是K L F 2和K L F 4通过e NO S刺激超氧化物歧化酶(S O D)表达来抑制R O S的形成,通过NO的产生清除R O S,从而促进线粒体的产生来抑制E n d MT1 8。总之,E n d MT受到多种信号通路调节,F S S介导E C s的机械传导主要经过细胞-基质和细胞-细胞多种受体复合物互作来实现。图1 F S S调控内皮细胞命运转化的过程和机制示意图(L S S,l o w s h e a r s t r e s s,低剪切应力;O S S,o s c i l l a t o r y s h e a r s t r e s s,振荡剪切应力;EHT,e n d o t h e l i a l-t o-h e m a t o p o i e t i c t r a n s i t i o n,内皮-造血转化;E n d MT,e n d o t h e l i a l-t o-m e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n,内皮-间充质转化)二、血流剪切应力调控内皮细胞命运转化的分子机制血管内皮细胞维持血管稳态依赖于细胞间连接,包括黏附连接(a d h e r e n s j u n c t i o n s,A J)、紧密连接(t i g h t j u n c t i o n s,T J)和缝隙连接(g a p j u n c t i o n s,G J)等。细胞间黏附蛋白参与了E C s之间的相互作用,在组织完整性、屏障功能和细胞间信号传递中起着关键作用(图2)。这些黏附分子是响应F S S刺激的机械感受器1 9,其中V E-c a d和c l a u d i n-5等是内皮细胞特异黏附分子,o c c l u d i n是常见的上皮细胞黏附分子。在E C s向造血和间充质转化过程中,由于H S C s是悬浮细胞,间充质细胞为弱黏附细胞,因此,EHT和E n d MT 这两类命运转化的共同特点是E C s连接蛋白表达下降,进而导致细胞间黏附能力和细胞极性下降,并调控细胞骨架和染色质的分布和定位2 0,2 1,改变基因表达,如E n d MT过程E C s标志物的表达下调;间充质细胞标志物高表达,例如-S MA、N-c a d h e r i n、V i m e n t i n和纤连蛋白等,以获得细胞迁移运动表型。因此,这些细胞膜上黏附蛋白除了形成细胞间连接,还参与细胞内信号传导和262生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6基因表达调控,从而调控E C s命运的改变。在明确了F S S调控E C s命运转化的现象后,F S S对E C s命运调控的机制是重要的科学问题。能直接感知F S S的细胞膜上的受体、离子通道和细胞黏附位点等被认为是主要的力学感受器2 2。细胞感受器通过细胞骨架结构和重新组装调控细胞核骨架以及染色质结构,进而调控基因表达,改变细胞表面的机械传感器2 3,这是内皮细胞力学适应性的重要过程。目前,在E C s力学信号的感知和转导方面研究较 多,并且有 多篇很好的 综述,在此不 赘述2,2 4,2 5。本文主要从细胞黏附和胞外基质相关信号参与F S S调控细胞命运的角度来阐述。(一)钙黏附蛋白 H S C s或间充质细胞从主动脉腹侧血管壁中迁移出来,细胞间黏附力的下降是关键环节,而细胞间黏附力主要是由细胞间黏附分子产生。E C s之间黏附分子包括V E-c a d/C d h 5、P E C AM-1/C D 3 1、C D 9 9、C D 4 7等2 6,其中最重要的血管内皮细胞黏附分子是V E-c a d2 7。V E-c a d与邻近细胞通过-c a t e n i n结合,V E-c a d分子降解或者表达下降直接导致E C s通透性增加2 8。V E-c a d 也是力学受体复合物的主要组成部分1 9,2 9,并且其表达受到重要的切应力敏感转录因子K L F 2的调控3 0。V E-c a d在生血内皮中高表达,而在H S C s迁移出巢时则显著下降,甚至阴性3 1。在斑马鱼和小鼠双模型中都发现,生血内皮的形成和维持在敲除V E-c a d的小鼠和斑马鱼中均正常1 4。很有趣的现象是,斑马鱼尾静脉丛区域的H S C s数量在敲除V E-c a d胚胎中反而显著增加,而V E-c a d缺失会导致血管和心脏发育异常,没有血流,说明低切可能促进EHT3 2。通过极低浓度的(0.0 10.0 5 mM)V E-c a d吗啉环抑制V E-c a d表达确实增加了H S C s数量3 3,进一步证实V E-c a d负调控H S C s迁移和出巢。研究人员通过定点长时间共聚焦拍照证实在3 04 8 h p f 时主动脉的直径显著增加,并随H S C s迁移结束直径恢复变小,血管直径变化呈现一个“凸”字形状,这与主动脉管腔直径在H S C s迁移出巢时(3 04 8 h p f)显著增加结果一致3 4,根据血流切应力计算公式,可以得出在3 0-4 8 h p f,主动脉存在低切应力时期,并且H S C s形成区域存在空间低切应力,因此,L S S是H S C s从血管壁迁移出巢进入循环系统的关键1 3。多项研究证明V E-c a d的表达受F S S的影响3 5,且L S S调控E n d MT有利于细胞迁移3 6及抑制血管内皮细胞V E-c a d表达并促进其降解3 7。在1 2 d y n/c m2的F S S条件下,V E-c a d与P E C AM-1和V E G F R 2共同激活与EHT有关的MA P K/AK T/P I 3 K信号通路1 9。因此,低剪切应力抑制V E-c a d的表达,从而介导H S C s形成和间充质细胞转化。图2 低剪切应力促进内皮细胞主要连接蛋白和胞外基质降解示意图 (二)金属基质蛋白酶 从表皮细胞的生物力学角度看,细胞要从血管内皮层组织中脱离出来,一种有效的方式是通过表皮层收缩使细胞受挤压而从表皮组织中迁移出来3 8。然而在H S C s迁移过程中,主动脉的E C s数量呈下降趋势1 3。由于H S C s从血管壁上迁移出来时,管腔直径增加,而E C s数量下降。因此,胞外基质快速降解可能是H S C s或者间充质细胞从完整紧密连接的血管壁内皮上迁移出362生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6来的关键。通过R NA-s e q测序结果分析内皮细胞(f l k+r u n x 1-)和生血内皮(f l k+r u n x 1+)的关键差异表达基因3 9。GO分析显示生血内皮高表达胞外基质降解酶、巨噬细胞趋化因子及多肽酶活性相关基因等。研究发现金属基质蛋白酶MMP 9和MMP 1 3在生血内皮中均显著上调2 5。MMP 1 3是I I、I V型和I X型胶原蛋白、蛋白多糖和基底膜蛋白聚糖的降解酶4 0。而I V型胶原蛋白是血管内皮细胞基底膜的主要组成成分。事实上,已有报道MMP 1 3的高表达可以促进胞外基质的降解打断细胞-细胞黏附以及细胞基底黏附4 1,这可能是H S C s从血管壁迁移出巢的关键机制。事实上,正常1 2 d y n/c m2的层流剪切应力抑制 MMP 1 3的表达,这与我们的研究结果类似4 2,L S S协同其介导黏附的炎症细胞共同促进MMP 1 3的表达1 3。总之,这些研究揭示细胞与基底或者与细胞之间基质的降解是H S C s从主动脉腹侧血管壁迁移出巢的关键环节,E n d MT产生的间充质细胞也有类似的胞外基质降解现象。(三)N o t c h 信号通路 N o t c h 信号通路是细胞间相互作用的一种典型信号通路,调控多种不同的组织和谱系细胞中的细胞命运、细胞增殖、细胞凋亡和分 化 等 生 理 过 程。N o t c h信 号 由 受 体、配 体、C S L-D NA结合蛋白、其他的效应物和N o t c h调节分子等组成。N o t c h受体是由N o t c h基因编码的单次跨膜蛋白,N o t c h 配体为膜结合蛋白,分为D e l t a和J a g g e d两类,都包含一个氨基末端的D S L结构域。其信号传导机制是受体和配体的结合改变受体的结构并发生蛋白质水解,进而释放N o t c h的胞内结构域(N I C D)进入细胞核,与R B P j和辅助激活剂(如MAML)形成转录激活复合物,激活靶基因的表达4 3。在H S C s特化过程中,N o t c h 1和N o t c h 4受体在AGM区的背主动脉内皮层和主动脉内造血簇中表达,D l l 4、J a g 1和J a g 2配体在E C s和新生的造血簇中表达。目前认为造血干/祖细胞和动脉内皮细胞起源于N o t c h 1不同表达强度的细胞,如高表达D l l 4的N o t c h信号通路能够维持E C s的特性,而J a g 1高表达则降低N o t c h活性,从而抑制内皮/动脉形成并促进EHT过程4 4。研究显示,1 2 d y n/c m2的F S S处理6小时调控N o t c h相关蛋白的表达,特别是显著促进N I C D的形成4 5。D i a z等1 2证明5 d y n/c m2的F S S作用条件下激活了EHT关键的Wn t和N o t c h通路,这两种通路均能调控生血内皮细胞的发育和生成。其中,N o t c h活化r u n x l、s c l和g a t a 2等多种造血相关基因,为其信号转导的直接或间接靶点。例如,在小鼠AGM区中,N o t c h 1或S o x 1 7的缺失可以上调R u n x 1和G a t a 2的表达并促进造血干/祖细胞的产生4 6。上调N o t c h 1信号也可以进一步增强R u n x 1对S c l、G a t a 2和F l i 1三联体的调节能力,增加造血干/祖细胞数量4 7。同时,N o t c h介导的EHT过程依赖于转录调控因子E v i 1,通过p AK T调控N o t c h通路4 8。激活的N o t c h信号通路广泛参与各种人类疾病和动物模型中的E n d MT4 9。在动脉粥样硬化动物模型中,N o t c h 1和-S MA的表达水平均显著升高,而内皮标志物V E-c a d表达水平显著降低,暗示激活的N o t c h信号通路可以诱导E n d MT,从而促进动 脉 粥 样 硬 化 的 发 生 发 展5 0。主 要 机 制 是N o t c h 1胞内结构域与S n a i 1和S n a i 2直接结合并正向调节,表达S n a i 1和S n a i 2蛋白抑制V E-c a d转录,从而介导E n d MT。例如,体外细胞实验发现,N o t c h 1刺激后内皮细胞V E-c a d的表达水平显著降低,间质蛋白-S MA的表达显著升高5 1。在血管屏障功能维持中,5 d y n/c m2的F S S能通过N o t c h 1跨膜结构域来激活N o t c h 1,其机制是 F S S 引发 D l l 4 依赖性的 N o t c h l 蛋白水解激活,V E-c a d诱导R A C 1的激活从而稳定黏附连接,可以改善由N o t c h l敲除引起的内皮屏障功能缺陷5 2。此外,V i m e n t i n参与F S S对N o t c h信号强度和动脉重构的调控。通过对E C s进行N o t c h反式激活和v i m e n t i n基因敲除的小鼠显示,F S S以V i m e n t i n依赖的方式增加J a g g e d 1水平和N o t c h信号激活。如在1 0 d y n/c m 2的F S S作用下可以促进V i m e n t i n磷酸化,磷酸化的V i m e n t i n与J a g g e d 1相互作用从而增加了N o t c h激活电位5 3。三、展望心血管相关疾病严重危害人类健康,是世界各地亟待攻克的疾病。本文以血管内皮细胞为主体,介绍了F S S调控E C s发生命运转化的意义及其介导的EHT和E n d MT的分 子机制。F S S是参与H S C s发育和动脉粥样硬化发病的关键刺激因素,F S S调控E C s命运仍有许多科学问题亟待解决。首先一个重要的问题是F S S介导的E C s命运转化是否可逆?虽然有报道H S C s在一定刺激下能转分化为E C s5 4,成纤维细胞也可以转分化为E C s5 5,但H S C s和间充质细胞能否可作为E C s的再生源泉仍有待深入研究。其次,F S S介导E C s基因表达462生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 6 02 6 6的机制主要停留在信号传导方面,在如何调控染色质结构和表观修饰来介导细胞命运转化方面还少有研究,可以应用前沿技术如AT A C-s e q测序、单细胞R NA-s e q、代谢组学来探究F S S介导E C s经历EHT和E n d MT的机制和贡献2 0,5 6,5 7。此外,从治疗的角度来看,揭示E C s在F S S作用下的药物吞噬和转胞吞等规律将有利于原位研究E C s命运转化机制和调控规律5 8,5 9。未来对EHT和E n d MT作为潜在的临床治疗靶点和手段,在包括种子细胞来源、再生医学等领域具有重要的研究和应用前景。参考文献1 C l a e s s o n-W e l s h L,D e j a n a E,M c D o n a l d DM.P e r m e a b i l i t y o f t h e e n d o t h e l i a l b a r r i e r:I d e n t i f y i n g a n d r e c o n c i l i n g c o n-t r o v e r s i e s.T r e n d s M o l M e d,2 0 2 1,2 73 1 43 3 1.2 S o u i l h o l C,S e r b a n o v i c-C a n i c J,F r a g i a d a k i M,e t a l.E n-d o t h e l i a l r e s p o n s e s t o s h e a r s t r e s s i n a t h e r o s c l e r o s i s:A n o v e l r o l e f o r d e v e l o p m e n t a l g e n e s.N a t R e v C a r d i o l,2 0 2 0,1 75 26 3.3 C h u n g J,K i m KH,A n S H,e t a l.C o x s a c k i e v i r u s a n d a d e-n o v i r u s r e c e p t o r m e d i a t e s t h e r e s p o n s e s o f e n d o t h e l i a l c e l l s t o f l u i d s h e a r s t r e s s.E x p M o l M e d,2 0 1 9,5 111 5.4 T a m a r g o I A,B a e k K I,K i m Y,e t a l.F l o w-i n d u c e d r e-p r o g r a mm i n g o f e n d o t h e l i a l c e l l s i n a t h e r o s c l e r o s i s.N a t R e v C a r d i o l,2 0 2 3,11 6.5 S h i h Y T,W e i S Y,C h e n J H,e t a l.V i n c u l i n p h o s p h o-r y l a t i o n i m p a i r s v a s c u l a r e n d o t h e l i a l j u n c t i o n s p r o m o t i n g a t h e r o s c l e r o s i s.E u r H e a r t J,2 0 2 3,4 43 0 43 1 8.6 M e h t a V,P a n g K L,R o z b e s k y D,e t a l.T h e g u i d a n c e r e c e p t o r p l e x i n d 1 i s a m e c h a n o s e n s o r i n e n d o t h e l i a l c e l l s.N a t u r e,2 0 2 0,5 7 82 9 02 9 5.7 Z h a n g S,L i Y,H u a n g X,e t a l.S e a m l e s s g e n e t i c r e-c o r d i n g o f t r a n s i e n t l y a c t i v a t e d m e s e n c h y m a l g e n e e x-p r e s s i