黄凯
- 作品数：15 被引量：4H指数：1
- 供职机构：上海交通大学生命科学技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：医药卫生生物学更多>>
- 氧化应激调控血管重建的力学生物学机制和转化研究
- 2024年
- 目的机械应力在多种血管疾病的血管重建过程中发挥重要作用。本研究探究了心肺血管的力化生转换机制与疾病潜在治疗靶标。方法构建高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气导致肺损伤等多种机械应力诱导的血管损伤模型;使用DHE以及ESR检测损伤血管的氧化应激状态;使用H&E和VVG染色检测血管重建情况;应用Flexcell-5000体外细胞周期性张应变加载系统对VSMCs施加周期性张应变;电子秤称量小鼠体重、Seahorse检测线粒体功能和细胞代谢,构建小鼠特异性敲除模型。结果高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气肺损伤血管均发生血管重建,血管的氧化应激水平显著上升;异常上升的周期性张应变可以显著提高细胞的氧化应激水平;提高血管的氧化应激水平可以有效增加小鼠的体重、降低小鼠骨骼肌细胞线粒体功能导致小鼠骨骼肌功能下降,基因敲除小鼠氧化应激水平显著降低、小鼠运动功能得到恢复、有效降低了机体的肥胖。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,引发高血压、动脉瘤以及急性肺损伤血管发生血管重建;血管的氧化应激亦可以导致线粒体功能紊乱,降低骨骼肌运动功能,进而导致机体肥胖;调节血管氧化应激水平对缓解高血压、动脉瘤、急性肺损伤以及肥胖等疾病具有重要作用。
- 黄凯齐颖新
- 关键词：力学生物学细胞线粒体血管重建血管疾病血管发生
- 机械应力诱导的氧化应激在动脉瘤血管重建中的作用和机制
- 2024年
- 目的机械应力在多种血管疾病的血管重建过程中发挥重要作用,然而其中的力学生物学机制有待进一步阐明。本研究探究了机械应力诱导的氧化应激在动脉瘤血管重建中的作用和机制。方法收集腹主动脉瘤临床样本;使用Ang II构建小鼠高血压和动脉瘤模型,超声检测腹主动脉直径,DHE和ESR检测血管超氧化物的总产量;Western blot检测蛋白表达水平;构建内皮特异性敲除小鼠验证相关基因的表达和作用;使用Flexcell 5000张应变加载系统对VSMCs施加15%、1.25 Hz周期性张应变模拟VSMCs在体所受到的周期性张应变;使用平行平板流动腔系统对内皮细胞施加不同的剪切力;结构光照明显微成像(SIM)观察细胞核形态;使用H_(2)O_(2)以及H_(2)O_(2)联合抗氧化剂HZCR等处理VSMCs细胞。结果Ang II构建小鼠高血压和动脉瘤模型,小鼠血管的氧化应激水平显著上升。腹主动脉瘤临床样本的氧化应激水平也显著上升。周期性张应变显著提高血管VSMCs的氧化应激水平,扰动流可以显著提高内皮细胞的氧化应激水平。H_(2)O_(2)促进VSMCs细胞核畸变和表型转换。抗氧化剂HZCR等可以有效缓解H_(2)O_(2)引发的细胞核畸变,恢复血管功能。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,引发VSMCs核畸变,进而导致动脉瘤血管重建,抑制血管的氧化应激水平可以有效缓解动脉瘤血管重建。
- 黄凯姜宗来齐颖新
- 关键词：氧化应激水平力学生物学细胞核形态血管重建腹主动脉瘤超氧化物
- 周期性张应变调控组蛋白H3乙酰化在移植静脉内膜增生中的作用
- 2024年
- 目的自体大隐静脉是临床冠状动脉旁路移植术的常用血管供体,术后动脉水平张应变诱导静脉血管平滑肌细胞(VSMCs)功能异常,引起血管内膜增生,其力学生物学机制仍有待阐明。方法与结果“套管法”构建SD大鼠静脉移植模型,HE、EVG染色显示术后7天新生内膜增生显著;熔融纺丝构建1.5 mm和2.0 mm两种内径血管外支架限制张应变,超声结果显示无支架组移植静脉张应变为15.51±1.25%,2.0 mm支架组为9.18±0.88%,1.5 mm支架组为7.01±1.13%,相比于2.0 mm支架组,1.5 mm支架组内膜厚度显著减少。免疫荧光结果显示,1.5 mm组移植静脉组蛋白H3K9乙酰化水平显著降低。FLEXCELL系统对体外培养的VSMCs施加15%、1.25 Hz及7%、1.25 Hz周期性张应变,western blot结果显示15%周期性张应变诱导VSMCs收缩表型标志物SM22α及Calponin显著下降,组蛋白H3K9乙酰化水平显著升高。为了确定组蛋白H3K9乙酰化在内膜增生中的作用,持续对模型鼠注射组蛋白乙酰转移酶抑制剂姜黄素,1周后免疫荧光显示姜黄素可以抑制组蛋白H3K9乙酰化水平,缓解移植血管内膜增生。结论动脉水平的周期性张应变上调组蛋白H3K9乙酰化,促进静脉VSMCs向合成表型转换,引起移植静脉内膜增生。适当的张应变束缚可能通过抑制组蛋白H3K9乙酰化而缓解移植静脉内膜增生。
- 陈佳和马腾志包晗黄凯齐颖新
- 关键词：周期性张应变自体大隐静脉力学生物学移植静脉套管法
- 细胞核骨架蛋白异常剪接在高血压血管重建中的力学生物学作用和机制
- 2024年
- 目的动脉血管组织承受脉动血压而产生的周向张应变在高血压疾病过程中明显增加。异常增加的张应变力学刺激引起血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖、迁移等多种功能改变,然而其力学生物学机制仍未阐明。方法和结果收集高血压患者动脉血管样本,构建腹主动脉缩窄高血压动物模型,并应用FXTM-5000T细胞周期性张应变加载系统在体外对VSMCs施加不同幅度张应变力学刺激,探讨核骨架蛋白在高血压高张应变诱导VSMCs功能异常中的作用和机制。结果显示高血压患者动脉血管、大鼠高血压模型胸主动脉和高张应变加载VSMCs中核骨架蛋白Lamins出现明显选择性剪接异常,主要表现为Lamin A前体显著增加,剪接异构体Lamin A和Lamin C显著降低,Lamin B1和Lamin B2表达水平无明显变化。深入研究表明,张应变力学加载和血小板微囊泡生物学刺激分别激活VSMCs细胞质膜钙离子通道和细胞核膜离子转运蛋白,抑制核骨架蛋白Lamin A加工酶活性,引起Lamin A剪接异常。RNA干扰或者过表达结果显示,Lamin A前体增加促进VSMCs异常增殖和凋亡。结论选择性剪接是真核生物特有的转录产物加工过程,周期性张应变和血小板微囊泡调控核骨架蛋白选择性剪接加工酶,诱导剪接前体Lamin A累积参与高血压血管重建。本研究为血管重建机制的阐明和疾病防治新靶点的选择提供新的力学生物学实验依据。
- 包晗马腾志黄凯齐颖新
- 关键词：力学生物学高血压模型腹主动脉缩窄血管重建选择性剪接钙离子通道
- 周期性张应变调控DHX9-R-loop通路在静脉移植血管重建中的力学生物学作用
- 2024年
- 目的临床上常用自体静脉作为缺损动脉供体,但由于移植静脉受到了增高的动脉环境力学刺激,移植静脉往往出现内膜增生并引起再狭窄。其中周期性张应变引起静脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)功能异常是其主要病理基础。本研究旨在探究张应变调控DHX9-R-loop通路引起的VSMCs功能改变的机制,为静脉移植术后再狭窄防治提供依据。方法应用生物信息方法,构建移植静脉转录组WGCNA网络,分析DHX9所在模块基因功能。应用质谱检测DHX9结合的蛋白质组信息,将这两组数据与R-loop调节因子数据库进行比对。体外应用FX-5000TM张应变加载系统对VSMCs加载10%幅度张应变;流式细胞术检测R-loop变化。RNAi干扰敲低DHX9基因,探究其对VSMCs功能的影响和机制。结果WGCNA分析显示DHX9相关基因功能与DNA损伤和细胞周期相关,质谱显示与DHX9互作的蛋白296个,其中90个在WGCNA聚类的DHX9模块中,且该模块有11个基因与R-loop调控相关。张应变加载实验表明,牵拉12 h和18 h,DHX9表达量显著上调,24 h回落;同时牵拉12 h R-loop也显著升高,另外检测到H3K9me3下调。结论周期性张应变可能通过调控DHX9促进R-loop异常累积,引发移植静脉VSMCs的功能改变。
- 李萌潇娄悦黄凯姚庆苹齐颖新
- 关键词：移植静脉力学生物学自体静脉
- 静脉移植和静脉曲张血管重建的共同力学生物学机制研究
- 2024年
- 目的探究机械应力在静脉移植和静脉曲张血管重建中的作用和共同机制。方法采用RNA-seq检测人静脉曲张和正常静脉m RNA表达。差异基因(DEGs)进行生信分析,q RT-PCR和Western Blot验证差异基因。构建大鼠静脉移植模型验证差异基因。Flexcell-5000加载系统对静脉VSMCs施加周期性张应变,观察VSMCs氧化应激状态、差异基因表达以及细胞表型转换。在人动静脉瘘(GSE220796),冠状动脉移植物(GSE241205)以及大鼠经静脉移植物(GSE152538)数据库中分析差异基因表达情况,探寻血管重建的共同力敏感分子以及力学生物学机制。结果静脉曲张血管627个基因差异表达,412个上调,215个下调。DEGs主要与细胞外基质、细胞骨架等细胞组分密切相关,静脉曲张过程主要与细胞迁移、平滑肌表型转换以及MAPK等信号通路密切相关。MLCK在静脉曲张中表达与人动静脉瘘,冠状动脉移植物以及大鼠静脉移植物血管表达趋势一致。周期性张应变提高血管氧化应激水平而抑制MLCK基因和蛋白表达。大鼠MLCK存在x1~x55种可变剪接形式,共编码4种蛋白,高周期性张应力使MLCK亚型x1、x2上调,亚型x4、x5下调。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,下调MLCK亚型x4和x5,引发血管重建,MLCK可能是周期性张应变引发血管重建的共同力敏感分子和潜在治疗靶标。
- 胡玮宜齐颖新黄凯
- 关键词：力学生物学动静脉瘘血管重建移植物静脉移植
- SIRT1/2调节血管平滑肌细胞分化与细胞外基质表达的力学生物学机制初探
- <正>血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)是血管壁主要细胞成分之一,它由收缩表型向合成表型去分化(dedifferentiation)是血管重建(remodeling)发...
- 严志强陈斯国黄凯姚庆苹沈宝荣张萍齐颖新姜宗来
- 文献传递
- 核骨架蛋白LaminA/C在周期性张应变诱导血管平滑肌细胞凋亡中的作用
- 目的血管重建(remodeling)是高血压等心血管疾病的基本病理过程之一。高血压条件下,异常增高的周期性张应变对VSMCs功能的作用,对于阐明血管重建的发病机制有非常重要的意义。方法 与结果体外张应变力学加载下,15%...
- 包晗陈远秀黄凯齐颖新
- 文献传递
- TET2敲除对小鼠心肌纤维化、肥大及相关基因蛋白表达影响
- 2024年
- 目的研究野生型及TET2基因敲除小鼠心肌基因、蛋白表达变化,探讨TET2敲除影响心肌肥厚、纤维化可能的作用机制。方法使用Trizol试剂法提取心肌组织RNA,RT-qPCR法检测WT及TET2-/-小鼠TET2、CYGB、COL3a、POSTN、Nur77、PPARγ、RBP7、GSTA3、SNCA、TPPP3、ELN、LEMD2、Piezo-1的mRNA表达水平变化;使用RIPA裂解液提取心肌总蛋白,Western blot法进行检测TET2、Col3a、Col1a、SM22、Nur77、PPARγ、ELN、LEMD2、α-SMA、DNMT1的蛋白表达水平;使用HE染色检测心肌细胞肥厚;Masson染色检测心肌纤维化。结果核酸凝胶电泳检测到野生型和TET2敲除小鼠;TET2敲除小鼠心肌横截面积及细胞直径和纤维化程度明显增加。q-PCR和蛋白电泳显示TET2敲除导致DNMT1、Col1a、Col3a、α-SMA、POSTN、CYGB表达上调,LEMD2、SM22、Nur77、PPARγ、RBP7、GSTA3、SNCA、TPPP3、Piezo-1、ELN表达下调,而CLDN1的蛋白表达没有明显差异。结论TET2的敲除可能通过介导DNMT1表达影响DNA甲基化状态来影响心肌细胞的发育;TET2的敲除可能会影响LEMD2收缩舒张功能;TET2的敲除上调Col3a及Col1a表达增加胶原蛋白沉积、POSTN mRNA表达上调,下调SM22表达导致心肌纤维化,下调ELN的表达影响心肌顺应性;增加CYGB和下调GSTA3、SNCA、Piezo-1表达可能导致心肌氧化应激发生导致心肌纤维化的发生;下调Nur77、PPARγ、RBP7的表达可能致使TET2敲除小鼠心肌纤维化、心肌细胞肥大发生;TET2敲除小鼠α-SMA表达上调,心肌细胞发生肥大。
- 符娟严志强黄凯杨忠海乔增勇马江伟刘化进
- 关键词：心肌纤维化心肌肥大
- 氧化应激调控的DNA双加氧酶Tet2在机械应力调控的血管重建中的作用和机制
- 2024年
- 目的探究氧化应激调控的DNA双加氧酶Tet2在机械应力调控血管重建中的作用和机制。方法在体构建大鼠静脉移植、小鼠机械通气动物模型,研究两种机械应力条件下移植血管和肺组织中Tet2表达水平与组织损伤程度的关系。H&E染色评估血管内膜增生以及肺组织损伤情况;蛋白免疫印记以及免疫荧光检测Tet2以及靶分子表达及定位情况;划痕实验检测VSMCs迁移能力。Flexcell 5000力学加载系统对静脉VSMCs加载周期性张应变,研究静脉VMSCs在高张应变条件下Tet2表达水平、表型转换以及迁移变化情况。结果静脉移植术后1、2周血管内膜增生显著、机械通气后肺组织损伤评分升高,两种动物模型组织Tet2以及VSMCs收缩表型标志物均表达下调,肺组织中内皮细胞与上皮细胞的紧密连接分子occludins和ZO-1以及内皮细胞间血管内皮钙黏素表达含量显著降低。DHE染色显示,移植静脉以及高机械通气后肺组织氧化应激水平显著上升,免疫染色结果显示,静脉移植术和机械通气后Tet2表达水平降低而足体生成增多。机械牵拉显著降低VSMCs中Tet2、收缩表型标志物表达,促进足体生成和细胞迁移。结论机械应力下氧化应激水平显著上升,进而下调Tet2诱导血管VSMCs发生表型转换以及血管重建,Tet2有望成为静脉移植失败以及机械通气后肺损伤治疗的潜在靶点。
- 姜涛任赫胡玮宜黄凯齐颖新
- 关键词：血管内膜增生移植血管血管重建内皮细胞静脉移植
