利用斑马鱼胚胎来识别防止动脉粥样硬化的基因

动脉粥样硬化是一种导致心绞痛、心脏病和中风的动脉疾病，是英国人死亡的主要原因。它始于与血管渗漏和富含胆固醇的脂蛋白流入相关的内皮细胞(EC)增殖率增强的动脉分支和弯道。这些部位暴露在受干扰的血流中，产生低壁切应力(WSS;机械阻力)，促进EC增殖和动脉粥样硬化形成。相比之下，高WSS通过诱导EC静止来保护动脉。阐明WSS与EC增殖之间的分子机制将有助于开发治疗动脉粥样硬化的新疗法。利用体外流动生物反应器研究EC对流动的响应，由于它们不产生生理剪切应力波形，且EC缺乏与平滑肌和其他血管细胞类型的交感。由于这些考虑，我们开发了斑马鱼胚胎模型来研究血管对流动的反应。最近，我们使用斑马鱼胚胎模型对调控EC凋亡的流动响应基因进行功能筛选，发现小鼠和鱼类模型之间对EC增殖的剪应力调节也保守(Serbanovic-Canic et al. 2017 ATVB;37:130-143和Evans，未发表)。NC3Rs/BHF博士研究生项目将在这些观察的基础上建立斑马鱼胚胎模型，以识别剪切作用下控制EC增殖的基因，从而增强斑马鱼模型在动脉粥样硬化研究中的适用性和价值。

因此，我们假设斑马鱼可以用来识别哺乳动物动脉中调节疾病促进EC增殖的流量响应基因

这项研究的目的是:

(1)建立斑马鱼胚胎中EC增殖对血流响应的动态测量报告系统。

我们将使用荧光泛素细胞周期指示器(FUCCI)技术，该技术通过表达荧光融合蛋白来报告细胞周期阶段(Bouldin CM和Kimelman D. zebrfish . 2014;11:182-183)。因此G0/G1期的细胞(表达樱桃- cdt;红色)和S/G2/M中的(blue - geminin;青色)相可以区分。来自EC的信号将通过越过报告线到fli1-EGFP(绿色)背景上进行识别。使用遗传方法(如肌钙蛋白T变体)或药理方法(如三卡因)减少血流。血流停止对EC增殖的影响将在不同时间点使用fucci报告器进行量化，并与传统的增殖方法(Ki67, PCNA染色)进行比较。

(2)利用斑马鱼模型进行功能筛选。

我们小组的一项微阵列研究确定了12种可能的增殖调控因子，它们在猪主动脉的低剪切区富集(Serbananovic-Canic et al 2017 ATVB;37:130-143)。它们的功能将通过沉默来确定(使用crispri敲除;Rob Wilkinson博士，UoS;见信)之前测量EC增殖如上。

(3)验证使用小鼠动脉和人斑块的筛选研究。

我们预计功能筛选将识别几个基因控制的EC增殖剪切应力。对斑马鱼中EC增殖影响最大的5个基因将通过以下方法进行验证:(i)通过面部染色测量其在暴露于低或高WSS的小鼠动脉中的表达，(ii)量化EC在人冠状动脉斑块中的表达。

该奖学金与英国心脏基金会(BHF)共同授予。