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血管内皮细胞钙粘连蛋白(VE-cadherin)是血管内皮细胞(EC)之间粘着连接(adherens junctions)的关键分子,其结构和功能异常会导致EC粘着连接解离。近年研究表明,VE-cadherin细胞内结构域虽然不直接参与EC之间的粘着连接,但它对VE-cadherin在细胞膜的稳定分布和EC粘着连接的功能至关紧要。 EC位于血管壁内层,直接与各种血液细胞和病理因子接触,多种病理因子可作用于EC,引起EC异常激活和损伤,导致细胞膜VE-cadherin失去稳定性而发生内吞,使细胞膜VE-cadherin减少,EC之间细胞粘着连接力降低,粘着连接削弱,但其调控机理不明。此外,多种病理因子如何改变VE-cadherin的结构和功能,造成EC粘着连接破坏和血管稳态失衡,迄今仍然是个谜,成为EC粘着连接和血管稳态研究亟需解决的一个关键科学问题。 本文研究了VE-cadherin介导的内皮细胞粘着连接的调控机制,细胞学研究揭示,内外源性因素对VE-cadherin的分布有极大影响。凝血酶(Thrombin)引起内皮细胞体积变小,VE-cadherin内吞,细胞膜分布量减少,VE-cadherin介导的内皮细胞的粘着连接削弱,造成内皮细胞层通透性增加。而香烟烟雾提取物(CSE)则会引起内皮细胞体积明显增大,减少VE-cadherin细胞膜分布,导致EC粘着连接解离,同样造成内皮细胞层通透性增加。 分子机制研究表明,凝血酶和CSE能够使VE-cadherin蛋白731位酪氨酸发生磷酸化,导致VE-cadherin和β-catenin内吞,内皮细胞粘着连接解离;基因芯片分析揭示,CSE可诱导内皮细胞中645个基因异常高表达,并对IL-13RA2、IL-1和DDIT3等多种炎症和内质网应激基因进行了研究;CSE还可激活P38和CREB应激信号传递通路,并抑制STAT3信号通路。 此外,我们研究了血管内皮蛋白酪氨酸磷酸酶(VE-PTP)对VE-cadherin及其EC粘着连接的保护作用,VE-PTP可有效防止CSE诱导的VE-cadherin的731位酪氨酸磷酸化,增加内皮细胞VE-cadherin蛋白水平,增强EC间粘着连接,拮抗CSE对内皮细胞粘着的干扰破坏作用。 综上所述,本研究揭示了凝血酶和CSE能够使VE-cadherin蛋白的731位酪氨酸磷酸化,导致EC粘着连接解离。VE-cadherin蛋白的731位酪氨酸是否发生磷酸化,是VE-cadherin介导的细胞粘着连接的调控机制的关键节点;VE-PTP可以有效地降低VE-cadherin的731位酪氨酸的磷酸化,增强VE-cadherin介导的内皮细胞间粘着连接,为研究内皮细胞粘附连接和血管稳态提供了新的思路。