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国家重大计划“血管稳态与重构”,6个研究角度国自然和文章思路梳理

小张聊科研  · 公众号  · 科研  · 2024-12-17 17:00

正文

血管稳态与重构是国家重大计划的一个方向:

下面我们从红框的这句话“血管稳态与重构的机制研究涉及代谢、氧化应激、炎症、生物活性物质、遗传和表观遗传调控等多学科前沿热点问题……”,结合高分文章看一下这六个主题与血管稳态重构的研究。

说明:不仅血管稳态与重构,很多其它的疾病与现象也可以从这六个角度开展研究,所以下面的介绍可以帮助大家“管中窥豹”,有一些思路可以借鉴到自己的研究领域中。

1)代谢

代谢重编程对血管稳态和重构至关重要,影响内皮细胞功能和血管壁稳定。它激活如PPPHBP等代谢途径,对细胞增殖和氧化还原平衡关键。在动脉粥样硬化等疾病中,代谢异常可导致内皮功能失衡和炎症,加剧血管损伤。代谢重编程是维持血管稳态和重构的关键机制。

代谢重编程一直是国自然申请的热点方向:

胆汁酸代谢物通过FXR-AMPK-ACE2信号轴调控肺血管重塑在肺动脉高压防治中的应用及机制研究

G6PD缺乏导致血管内皮细胞糖代谢重编程引起颅内动脉粥样硬化性狭窄的机制研究

肠道臭气杆菌调控代谢物纤维醇激活AMPKα信号改善高血压及血管损伤的机制

下面这项研究主要关注胆汁酸受体TGR5在维持心脏代谢稳态中的作用及其在糖尿病心肌病中的作用机制

研究发现TGR5缺失会增加心肌脂肪酸摄取,导致脂质积累和心脏功能障碍,具体方式是TGR5的缺失通过棕榈酰酰转移酶DHHC4介导的CD36棕榈酰化上调,促进了CD36在细胞膜上的定位,最终增加心肌脂肪酸摄取。

2)氧化应激

氧化应激与血管稳态和重构关系密切,可导致内皮细胞功能障碍,引发炎症和血管损伤。ROS主要来源为NADPH氧化酶,尤其在血管外膜中,促进成纤维细胞增殖,抑制凋亡,影响血管壁功能,与高血压和动脉粥样硬化等心血管疾病相关。氧化应激是血管疾病的关键机制。

氧化应激算是国自然申请的“老热点”了:

NADPH氧化酶/血管过氧化物酶1途径介导的氧化应激肺动脉高压血管重构的作用机制

基于SIRT1/P53/P21通路的黄芪当归配伍抗氧化应激诱导血管内皮细胞衰老作用和主要药效物质的研究

FoxO1/NLRP3信号通路调控慢性炎症和氧化应激糖尿病血管重构中的作用研究

下面介绍的这篇项研究是从牛樟芝三萜类化合物(ACT)及其单体去硫化牛樟芝酸(DSA)对心肌肥大的影响及其与乙醛脱氢酶ALDH2的关系:

研究发现ACT显著减少了由血管紧张素IIAng II)和横向主动脉缩窄(TAC)手术诱导的野生型小鼠的心肌肥大,但在ALDH2基因敲除小鼠中没有效果,说明ACT的作用依赖于ALDH2基因。具体机制为SNW1作为DSA的结合蛋白,通过与转录因子RXR协同作用,促进ALDH2的转录和翻译水平,进而抑制氧化应激和改善线粒体质量控制(MQC)稳态,保护心脏免受肥大。

3)慢性炎症

炎症反应对血管稳态和重构至关重要,影响血管损伤后的内膜增生和再狭窄。它激活内皮细胞,增加粘附分子表达和通透性,引发炎症细胞和脂质成分募集,促进动脉粥样硬化。炎症还影响血管外膜,与高血压和肺动脉高压等血管疾病相关,是血管稳态失衡和重构的关键机制。

与氧化应激类似,慢性炎症是另一个国自然项目的“热点领域”:

ADAR1/MDA5介导的RNA调控在丹酚酸A抑制炎症微血管损伤改善糖尿病视网膜病变中的作用机制研究

ELAVL1通过驱动液-液相分离调控NLRP3炎症小体活化低血糖致血管内皮细胞损伤中的作用及机制研究

基于TL1A介导的炎症-血管新生信号通路crosstalk探究芪参方改善糖尿病心肌病血管损伤的作用机制

下面介绍的这篇文章内皮细胞的ANXA1在血管老化中的作用:

慢性炎症越来越被认为是血管老化的最重要组成部分,它促进了与年龄相关的心血管疾病的发展。研究发现抗炎因子ANXA1的缺失加剧了血管重塑和功能障碍,同时上调了与年龄和炎症相关的蛋白表达。在ANXA1敲低的HUVECs和过表达ANXA1-TNF-α诱导的衰老HUVECs中观察到了与衰老相关的分泌表型和衰老相关蛋白表达、衰老β-半乳糖苷酶阳性率、细胞周期阻滞、细胞迁移和管状形成能力。相反,Ac2-26ANXA1的模拟肽)的补充则逆转了这一现象。

4)生物活性物质

生物活性物质对血管稳态和重构至关重要,包括生长因子和血管活性物质,它们影响细胞生长、死亡和迁移,调节血管结构和功能。这些物质参与凝血、抗血栓形成,影响血管通透性,是血管疾病的关键因素。

生物活性物质相关的国自然项目也有不少:

髓源性生长因子通过改善内皮祖细胞功能促进糖尿病下肢缺血小鼠血管新生的作用及机制研究

SIRT5去琥珀酰化调控谷氨酰胺能量代谢和血管生长因子促进高血压微循环损伤修复的机制研究

下面这项研究主要关注细胞因子样蛋白家族成员FAM3D在高血压发病机制中的作用:

研究发现FAM3D在高血压患者中表达升高,并与高血压风险正相关,FAM3D缺失显著改善了小鼠的AngII诱导的高血压,通过腺相关病毒靶向内皮FAM3D或腹腔注射FAM3D中和抗体显著改善了AngII或脱氧皮质酮醋酸盐(DOCA)盐诱导的高血压。具体机制为FAM3D直接导致内皮型一氧化氮合酶(eNOS)解耦,损害内皮依赖性血管舒张功能,而eNOS解耦消除了FAM3D缺失对AngII诱导高血压的保护作用。此外,拮抗甲酰肽受体1FPR1)和FPR2或抑制氧化应激减弱了FAM3D诱导的eNOS解耦。

5)遗传因素

遗传因素显著影响血管稳态和重构,调控内皮细胞功能和平滑肌细胞活动,与动脉粥样硬化等血管疾病发生有关。特定基因变异如ADAMTS-7与冠心病易感性相关,影响血管壁基质,参与疾病发展。

从遗传因素的角度研究的国自然项目:

血管内皮细胞Mg2+/Mn2+依赖性蛋白磷酸酶1D基因突变缺血性脑血管病中的作用机制研究

PTGIS基因突变调控内皮细胞乳酸化修饰促进肺动脉高压血管重构的机制研究

NOTCH3突变下调EIF5A介导线粒体应激参与CADASIL脑血管损伤的机制研究

下面这篇文章主要关注流体剪切应力(FSS)和SMAD突变在血管稳定性中的协同作用机制,以及这种协同作用的破坏如何导致动静脉畸形(AVMs):

研究发现SMAD4缺失增加了内皮细胞对血流的敏感性,降低了流体剪切应力(FSS)设定点,导致AVMs表现出过度的血流介导的形态反应特征。机制上,SMAD4的缺失解除了流动介导的KLF4-TIE2-PI3K/Akt信号通路的抑制,导致由于KLF4介导的对细胞周期依赖性激酶(CDK)抑制因子CDKN2ACDKN2B的抑制,细胞周期进展介导的动脉身份丧失。

6)表观遗传调控

表观遗传调控影响血管稳态和重构,包括DNA甲基化和组蛋白修饰等,这些变化调节基因表达,影响血管细胞功能和疾病风险。环境和生活方式可导致表观遗传变化,影响血管健康。表观遗传时钟可作为评估心血管风险的指标,为血管疾病治疗提供新靶点。

表观遗传调控的项目也不少:

Sirt1通过表观遗传重编程调控巨噬细胞“训练免疫”在血管性认知障碍中的作用机制研究

补阳还五汤调控m6A甲基化介导的细胞铁死亡低氧性肺动脉高压肺血管重构的机制研究

GADD45α去甲基化调节泛素羧基末端水解酶L1UCHL1)促进肺血管重构与肺血管疾病发生发展机制研究

下面这篇文章主要关注ATP柠檬酸裂合酶(ACLY)在全身和肺血管疾病中的血管重塑中的作用机制:

研究发现ACLY其在冠状动脉疾病和肺动脉高压中血管重塑的表达上调,并在血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和存活中发挥关键作用,通过药理和遗传抑制ACLY可以减少VSMC的增殖、迁移,并增加其对凋亡的敏感性,抑制ACLY可以减轻血管重塑。相关机制与糖酵解减少、脂质合成降低、GCN5依赖的组蛋白乙酰化受损和转录因子FOXM1的抑制有关。


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