《Experimental Cell Research》：Endothelial lncRNA-HOXA responses to combined chemical hypoxia and shear stress
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本研究探討化學(xué)缺氧模擬劑（CoCl?）與剪切應(yīng)力對(duì)人類(lèi)內(nèi)皮細(xì)胞單層的影響，發(fā)現(xiàn)低濃度CoCl?與剪切應(yīng)力協(xié)同激活HIF通路，上調(diào)VEGF表達(dá)，并誘導(dǎo)HOTAIR、HOTTIP等長(zhǎng)鏈非編碼RNA及HOXA基因簇的調(diào)控。同時(shí)，剪切應(yīng)力加速內(nèi)皮遷移，外泌體物理特性與轉(zhuǎn)錄組變化反映機(jī)械暴露的生物學(xué)效應(yīng)。研究為血管-基質(zhì)相互作用在缺氧機(jī)械微環(huán)境中的機(jī)制提供了基礎(chǔ)框架。
安德森·莫雷拉·戈麥斯（Anderson Moreira Gomes）| 杰爾森·桑托斯·德阿爾梅達(dá)（Gerson Santos de Almeida）| 泰絲·席爾瓦·平托（Thais Silva Pinto）| 蘇萊恩·阿帕雷西達(dá)·特謝拉（Suelen Aparecida Teixeira）| 威利安·費(fèi)爾南多·贊布齊（William Fernando Zambuzzi）
巴西圣保羅州博圖卡圖（Botucatu）UNESP大學(xué)生物科學(xué)研究所化學(xué)與生物化學(xué)系生物分析與細(xì)胞動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，郵編18603-100
摘要
內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄和分泌特征來(lái)響應(yīng)氧氣供應(yīng)變化及機(jī)械力的影響，從而影響血管和組織的適應(yīng)性。在本研究中，原代人內(nèi)皮單層細(xì)胞在靜態(tài)或剪切應(yīng)力條件下暴露于化學(xué)缺氧模擬環(huán)境中，采用基于細(xì)胞存活率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)確定非細(xì)胞毒性暴露參數(shù)。在這種條件下，觀察到與缺氧相關(guān)的反應(yīng)，以及與HOX基因組區(qū)域相關(guān)的長(zhǎng)非編碼RNA（如HOTAIR和HOTTIP）及HOXA基因簇中某些成員的協(xié)調(diào)變化。與Notch和BMP信號(hào)通路相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)增加，而經(jīng)典Wnt通路成分的表達(dá)則降低或保持穩(wěn)定，這表明其轉(zhuǎn)錄模式具有依賴(lài)性，而非普遍激活增殖程序。劃痕傷口實(shí)驗(yàn)中也觀察到內(nèi)皮細(xì)胞遷移行為的改變。在靜態(tài)和剪切應(yīng)力條件下釋放的細(xì)胞外囊泡具有小囊泡的特征，其RNA內(nèi)容物反映了與缺氧和機(jī)械刺激相關(guān)的轉(zhuǎn)錄變化。這些發(fā)現(xiàn)共同構(gòu)成了內(nèi)皮細(xì)胞如何在轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞間通信層面整合化學(xué)缺氧和剪切應(yīng)力的細(xì)胞及囊泡機(jī)制的描述性框架。因此，本研究為未來(lái)旨在探討長(zhǎng)非編碼RNA和囊泡介導(dǎo)的信號(hào)通路在缺氧及機(jī)械動(dòng)態(tài)組織微環(huán)境中的因果作用的功能研究奠定了基礎(chǔ)。
章節(jié)摘錄
引言
內(nèi)皮細(xì)胞是組織氧合和血流動(dòng)力學(xué)的初級(jí)感受器，它們協(xié)調(diào)血管生成、炎癥和代謝過(guò)程以維持血管穩(wěn)態(tài)[1][2]。缺氧是內(nèi)皮細(xì)胞適應(yīng)的核心刺激因素，可激活主要由缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-1和HIF-2）及其下游靶標(biāo)（包括促血管生成介質(zhì)和代謝酶）介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)[3][4]。在體外實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)多種方法模擬缺氧環(huán)境。
研究設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)組
人內(nèi)皮單層細(xì)胞在靜態(tài)條件下或軌道剪切應(yīng)力（SS）條件下暴露于氯化鈷（CoCl2）誘導(dǎo)的化學(xué)缺氧環(huán)境中。整個(gè)研究過(guò)程中使用了四個(gè)實(shí)驗(yàn)組：CTRL-STA（靜態(tài)、未處理）、CTRL-SS（剪切應(yīng)力、未處理）、CoCl2-STA（靜態(tài)+CoCl2）和CoCl2-SS（剪切應(yīng)力+CoCl2）。除非另有說(shuō)明，細(xì)胞暴露時(shí)間為24小時(shí)以進(jìn)行分子分析，而遷移實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間最長(zhǎng)為16小時(shí)。統(tǒng)計(jì)分析
數(shù)據(jù)以至少三次獨(dú)立生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差（SEM）表示（n ≥ 3）。數(shù)據(jù)分布通過(guò)Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于涉及單一實(shí)驗(yàn)因素的比較，采用單因素方差分析（ANOVA）；對(duì)于包含化學(xué)缺氧（CoCl2）和剪切應(yīng)力的因素組合，則使用雙因素方差分析（ANOVA），必要時(shí)進(jìn)行Holm-?idák事后檢驗(yàn)。非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后進(jìn)行分析。結(jié)果
我們首先使用MTT實(shí)驗(yàn)確定了氯化鈷（CoCl2）在HUVECs中24小時(shí)暴露的劑量范圍。低濃度（0.00195–5 mM）的CoCl2處理可增加 формазан的還原量，而高濃度則降低細(xì)胞存活率，估計(jì)的IC50約為2 mM。當(dāng)濃度達(dá)到0.625 mM時(shí)，代謝信號(hào)達(dá)到CTRL-STA組的約150%水平；超過(guò)1 mM的濃度顯著降低細(xì)胞存活率（圖1a）。討論
內(nèi)皮細(xì)胞被認(rèn)為是氧張力和血流動(dòng)力學(xué)的初級(jí)感受器，能將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，進(jìn)而影響血管生成、代謝和組織形態(tài)[41][42]。在本模型中，低毒性的氯化鈷刺激增強(qiáng)了HIF信號(hào)通路并增加了VEGF的表達(dá)，而軌道剪切應(yīng)力則放大了這些典型的缺氧響應(yīng)。此外，軌道剪切應(yīng)力還作者貢獻(xiàn)聲明
安德森·莫雷拉·戈麥斯（Anderson Moreira Gomes）：撰寫(xiě)、審稿與編輯、初稿撰寫(xiě)、方法學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)分析。杰爾森·桑托斯·德阿爾梅達(dá)（Gerson Santos de Almeida）：撰寫(xiě)、審稿與編輯、初稿撰寫(xiě)、結(jié)果驗(yàn)證、軟件使用、方法學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)分析。泰絲·席爾瓦·平托（Thais Silva Pinto）：撰寫(xiě)、審稿與編輯、初稿撰寫(xiě)、數(shù)據(jù)可視化、結(jié)果驗(yàn)證、軟件使用、方法學(xué)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析。蘇萊恩·阿帕雷西達(dá)·特謝拉（Suelen Aparecida Teixeira）：撰寫(xiě)、審稿與編輯、初稿撰寫(xiě)利益沖突聲明
作者聲明沒(méi)有已知的財(cái)務(wù)利益或個(gè)人關(guān)系可能影響本文的研究結(jié)果。資助
圣保羅州研究支持基金會(huì)（FAPESP），資助編號(hào)：2019/26854-2；巴西國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展委員會(huì)（CNPq），資助編號(hào)：312391/2025-0；高等教育人員培訓(xùn)協(xié)調(diào)委員會(huì)（CAPES），代碼001。利益沖突聲明
作者聲明沒(méi)有已知的財(cái)務(wù)利益或個(gè)人關(guān)系可能影響本文的研究結(jié)果。致謝
感謝Anton Paar提供儀器使用（Litesizer 500）以及關(guān)于粘度匹配和納米粒子表征（動(dòng)態(tài)光散射和ζ電位）的專(zhuān)業(yè)建議。
