新型内皮粘附分子CAT-1在血管通透性调节及结构重构中的作用及机制研究

Interendothelial junctions play an important role in the maintenance of endothelial integrity and in the regulation of vascular functions. So far, three types of intercellular junctions have been reported in vascular endothelial cells (ECs), i.e., tight junctions (TJs), adherens junctions (AJs) and gap junctions (GJs). Of them, AJs is a major structure of the interendothelial junctions, and cadherins and nectins are the known transmembrane adhesion proteins. However, despite these adhesive molecules have been identified and been extensively investigated, we still have only an incomplete understanding of the molecular mechanisms and short of effective therapeutic target for some intercellular junction-relevant diseases, implying the unkown cellular adhesion molecules (CAMs) still exist. Our recent study unambivalently demonstrated that CAT-1 as a novel CAM stabilizes endothelial integrity in in vitro monolayer ECs, however which has not been proven in ex vivo and in vivo models. Hence, we propose a multidisciplinary approach by employing CAT-1 knockout mice to examine the action of CAT-1 upon vascular permeability in ex vivo and in vivo pulmonary perfusion model and determine the role of CAT-1 in vascular remodeling in AngII-induced abdominal aortic aneurysm (AAA) model, in order to evaluate whether CAT-1 can potentially become a novel therapeutic target for the forementioned diseases.

内皮细胞（ECs）连接是血管内皮完整性的结构基础，粘附连接(AJs)是内皮细胞连接的主要类型，在调节血管功能中发挥了重要作用。然而，针对先前已知的内皮AJs分子的干预措施来改善内皮完整性受损或阻断内皮通透性增加相关疾病的疗效非常有限,提示可能存在新的细胞粘附分子（CAMs）。阳离子氨基酸转运蛋白-1（CAT-1）是ECs一氧化氮（NO）合成前质L-精氨酸（L-Arg）的主要跨膜转运载体。我们刚发表的体外细胞水平研究提示，CAT-1是一新型内皮AJs粘附蛋白，但在整体动物中的功能作用尚不请楚,为此，本研究将借助CAT-1基因敲除小鼠在离体及在体肺脏灌流动物模型中探讨CAT-1在血管通透性调节中的作用,及在腹主动脉夹层动脉瘤(AAA)模型上研究CAT-1在血管重构中的作用,以期评判CAT-1能否成为以内皮完整性损伤为病理基础的心脑血管疾病新的治疗靶点。

内皮细胞（ECs）连接是血管内皮完整性的结构基础，粘附连接(AJs)是内皮细胞连接的主要类型，在调节血管功能中发挥了重要作用。然而，针对先前已知的内皮AJs分子的干预措施来改善内皮完整性受损或阻断内皮通透性增加相关疾病的疗效非常有限,提示可能存在新的细胞粘附分子（CAMs）。阳离子氨基酸转运蛋白-1（CAT-1）是ECs一氧化氮（NO）合成前质L-精氨酸（L-Arg）的主要跨膜转运载体。我们先前发表的体外细胞水平研究提示，CAT-1是一新型内皮AJs粘附蛋白，但在整体动物中的功能作用尚不请楚,为此，本研究将借助CAT-1基因敲除小鼠在离体及在体肺脏灌流动物模型中探讨CAT-1在血管通透性调节中的作用,及在腹主动脉夹层动脉瘤(AAA)模型上研究CAT-1在血管重构中的作用..本研究首先构建获得SLC7A1Flox/Flox鼠与Cdh5-cre鼠，杂交后得到的内皮细胞特异性SLC7A1基因敲除小鼠，然后通过病理染色技术，发现内皮细胞特异性SLC7A1基因敲除小鼠其肺泡壁的完整性损伤，继而通过Miles Assay法鉴定，发现内皮细胞特异性CAT-1基因敲除小鼠其肺微血管通透性增加，说明CAT-1在维持血管内皮完整性中发挥重要作用。后通过分离内皮细胞特异性CAT-1基因敲除小鼠的肺微血管内皮细胞，使用免疫共沉淀与共聚焦荧光显微技术探讨 CAT-1在内皮细胞游离面与内皮细胞连接间的亚细胞动态分布及调节作用。最后，构建 SLC7A1-/-Apoe-/- DKO小鼠，给与AngII微量注射泵以及高脂饮食以诱导腹主动脉瘤的形成，明确CAT-1对血管重构的作用。本研究结果可能提示CAT-1或可成为以内皮完整性损伤为病理基础的心脑血管疾病新的治疗靶点。

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