2023年11月03日发布 | 2941阅读

【中国声音】王嵘/赵元立教授团队揭示烟雾病肌动蛋白重塑的分子机制

何世豪

北京协和医院

张钧泽

首都医科大学附属北京天坛医院

刘子琪

首都医科大学附属北京天坛医院

王嵘

首都医科大学附属北京天坛医院

赵元立

北京协和医院

2023年10月,首都医科大学附属北京天坛医院王嵘和赵元立教授团队合作在卒中领域顶级期刊Stroke发表题为“Upregulated Cytoskeletal Proteins Promote Pathological Angiogenesis in Moyamoya Disease”的研究论文。该研究首次公开了烟雾病临床队列蛋白组学数据库,并结合细胞模型实验发现,FLNA与ZYX细胞骨架蛋白的显著增加,可通过AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路导致血管生成和肌动蛋白重塑。这一研究提示了细胞骨架蛋白的上调与烟雾病血管内膜增生的病理学有关,并参与烟雾病的发病机制,对治疗新靶点的提出有重要意义


首都医科大学附属北京天坛医院何世豪博士、张钧泽博士、刘子琪博士为共同第一作者,王嵘教授、北京协和医院赵元立教授为共同通讯作者。



原文链接:https://www.ahajournals.org/doi/abs/10.1161/STROKEAHA.123.044476



烟雾病是一种病因不明的慢性进展性脑血管疾病,表现为脑内主要动脉的慢性进行性狭窄/闭塞,主要临床表现是缺血性和出血性卒中以及认知障碍,是我国儿童和中青年人群脑血管意外的重要原因之一,其严重性给家庭及社会造成了沉重负担。但由于发病机制的不确定,该病目前的主要治疗方法仍为血运重建手术治疗,尚无有效药物能够预防或减缓烟雾病的进展。如何早期发现和准确诊断烟雾病,找到早期检测的生物靶点并发现新的治疗靶点,从而改善患者预后成为相关学科研究的重要导向。


针对这一问题,王嵘教授团队、赵元立教授团队采用DIA非数据依赖采集质谱技术对烟雾病患者血清进行分析,鉴定出14726肽和1555蛋白质的定量质谱数据。候选靶点的额外队列验证采用酶联免疫吸附试验对差异表达蛋白进行验证。其中,烟雾病FLNA(细丝蛋白A)和ZYX(zyxin)细胞骨架蛋白显著升高(Log2FC分别>2.9和>2.8)。结合免疫荧光法观察患者颞浅动脉和大脑中动脉血管壁,发现了血管内膜增生的组织病理性证据。通过体外实验探讨内皮细胞差异表达蛋白的变化及其机制,发现了FLNA和ZYX蛋白增加细胞周期的S期比例,促进血管生成和细胞骨架增大。机制研究表明,AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路在FLNA和ZYX诱导的血管生成中起主要作用。




结果

烟雾病患者血清FLNA和ZYX蛋白表达上调并与细胞骨架高度相关

DIA蛋白质谱检测结果显示缺血型烟雾病血清相对于健康人有162个蛋白表达发生显著变化(Fold change>2,P-value<0.05),其中包括FLNA(Log2FC=2.93)和ZYX(Log2FC=3.13)蛋白(Figure 1A、1B)。GO和KEGG功能富集分析提示这些表达显著变化的蛋白与肌动蛋白组装、肌动蛋白骨架和黏着斑等细胞骨架成分有较强相关性(Figure 1C、1E)。同时FLNA与ZYX蛋白与细胞黏着斑之间也高度相关。这些结果提示FLNA和ZYX蛋白可能在烟雾病细胞骨架调控中发挥重要作用(Figure 1D)。


烟雾病患者血管内膜增厚

针对颞浅动脉病理标本的免疫荧光染色结果显示,相对于非脑血管疾病对照组,烟雾病患者颞浅动脉内膜出现了明显的均匀增厚(Figure 2)。病理染色结果提示烟雾病患者的血管内膜出现明显均匀增厚,这可能与烟雾病患者血管进行性狭窄有关。


烟雾病患者血清促进内皮细胞血管生成和细胞骨架增大

研究者使用烟雾病患者的血清对人脑血管内皮细胞进行培养,结果显示烟雾病人血清使内皮细胞骨架显著增大并促进了细胞黏着斑的表达(Figure 3A)。同时相对于健康人血清,经烟雾病人血清刺激的内皮细胞表现出了更强的血管生成能力和更高比例的S期细胞(Figure 3B、3E)。这些结果提示烟雾病血清可以促进血管生成和细胞骨架重塑。


主要作者简介

何世豪 神经外科专业型博士研究生

首都医科大学附属北京天坛医院

硕士师从王嵘教授,博士师从赵元立教授
Science AAAS科学促进协会-学生/博后分会成员


主要从事烟雾病发病机制及疾病模型的研发
斯坦福医学院Gary K. Steinberg lab访问学者
第一作者在《Stroke》《JCBFM》等国际著名期刊发表SCI论著10篇

王嵘 教授

首都医科大学附属北京天坛医院

医学博士、主任医师、教授、博士研究生导师

首都医科大学附属北京天坛医院神经外科血管二病区副主任

主要从事颅脑血管病的诊疗及其相关基础研究

主持国家自然科学基金面上项目2项,参与“十三五”国家重大疾病的防控策略、诊疗规范及效果评估研究项目,并负责烟雾病相关分课题研究

作为主讲者,在首都医科大学研究生班开设显微操作技术课程

责任作者发表中文核心期刊论文及SCI论著三十余篇,参编出版如《烟雾病诊断与治疗》等多部专业著作


赵元立 教授

北京协和医院

医学博士、主任医师、教授、博士研究生导师

北京协和医院神经外科主任

中华医学会神经外科学分会委员

中华医学会神经外科学分会秘书

中国中西医结合学会神经外科专业委员会副主任委员

中华神经外科杂志(英文版)编辑部主任

北京医学会神经外科学分会常务委员

世界神经外科联盟(WFNS)教育委员会委员

亚洲神经外科医师学会(ACNS)教育委员会委员

美国神经外科学会(AANS)国际会员

World Neurosurgery》以及《Neurosurgery》等神经外科专业国际主要期刊的国际编委和审稿人

主持或参与国家自然科学基金、国家科技攻关计划、国家科技支撑计划、国家神经系统疾病临床医学研究中心重要任务等多项国家级和省部级重大科研项目

2020年入选百千万人才工程国家级人选、国家级有突出贡献中青年专家

责任作者发表SCI论文80余篇,主编并出版如《神经外科精要》等专著5部

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