整合素β4调控脑血管发育

邓昭华; 董影影; 李颍雯; 何欢欢

doi:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2022.0507

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整合素β4调控脑血管发育

基础研究 | 更新时间：2024-02-19

- 整合素β4调控脑血管发育
- Integrin β4 Regulates Cerebral Vascular Development in Zebrafish
- 中山大学学报（医学科学版） 2022年43卷第5期页码：738-747
- 作者机构：
  
  中山大学附属第五医院，广东省生物医学影像重点实验室//广东省分子影像工程研究中心，广东珠海 519000
- 作者简介：
  
  邓昭华，硕士，研究方向：血管生物学，E-mail： dengzhh37@mail2.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省科技计划项目(2020A050510028)
- DOI：10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2022.0507
  中图分类号： R743.4
- 收稿：2022-04-08，
  
  纸质出版：2022-09-20
- 稿件说明：
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邓昭华,董影影,李颍雯等.整合素β4调控脑血管发育[J].中山大学学报（医学科学版）,2022,43(05):738-747.

DENG Zhao-hua,DONG Ying-ying,LI Ying-wen,et al.Integrin β4 Regulates Cerebral Vascular Development in Zebrafish[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2022,43(05):738-747.
邓昭华,董影影,李颍雯等.整合素β4调控脑血管发育[J].中山大学学报（医学科学版）,2022,43(05):738-747. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2022.0507.

DENG Zhao-hua,DONG Ying-ying,LI Ying-wen,et al.Integrin β4 Regulates Cerebral Vascular Development in Zebrafish[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2022,43(05):738-747. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2022.0507.

摘要

目的

探讨整合素β4（ITGB4）对脑血管生长发育的调控作用。

方法

通过逆转录PCR（RT-PCR）检测靶向

itgb4

mRNA序列的吗啉环（MO）在斑马鱼胚胎中的敲低效果。利用体视显微镜和激光共聚焦显微镜（laser scanning confocal microscope， LSCM）观察抑制

itgb4

表达后，斑马鱼胚胎脑部血管的发育变化。通过在斑马鱼胚胎中注射4，6-联脒-2-苯基吲哚（DAPI）染料检测血脑屏障（BBB）发育的完整性。使用小干扰RNA（small interfering RNA， siRNA）在永生化人脑微血管内皮细胞（hCMEC/D3）中敲低

ITGB4

，用蛋白免疫印迹（WB）检测其敲低效果。通过活细胞成像分析仪（IncuCyte®）、基质胶（Matrigel® matrix）成管实验和transwell迁移实验分别检测ITGB4在hCMEC/D3中调控细胞增殖、成管和迁移的作用。应用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测敲低

itgb4

后Wnt/β-catenin信号通路下游靶基因表达变化。

结果

在斑马鱼胚胎中敲降

itgb4

引起脑水肿、脑部出血、血脑屏障形成障碍以及后脑血管数量减少等相关表型。细胞实验结果显示，在hCMEC/D3细胞中抑制

ITGB4

的表达导致细胞增殖减缓，管腔形成减少及迁移能力减弱。此外，qRT-PCR结果表明，在斑马鱼胚胎中敲低

itgb4

抑制Wnt/β-catenin通路下游靶基因的表达。最后，在hCMEC/D3细胞中敲低

ITGB4

后，通过添加Wnt/β-catenin通路激活剂（BML-284）能明显挽回迁移减少的表型。

结论

ITGB4通过调节脑血管内皮细胞的增殖、迁移和成管等功能促进脑血管发育并参与调控血脑屏障的形成。

Abstract

Objective

To explore the effect of integrin β4 （ITGB4） on cerebrovascular development.

Methods

We confirmed the knock down effect of morpholino （MO） targeting

itgb4

mRNA sequence on zebrafish embryos by using RT-PCR. Upon the knockdown effect of

itgb4

in zebrafish embryos by MO， we observed the phenotypes of cerebrovascular development via laser scanning confocal microscope and stereomicroscope. To examine the integrity of blood-brain barrier （BBB）， we injected the DAPI to the zebrafish embryos. To detect the functional changes of cerebrovascular endothelial cells， we inhibited the expression of ITGB4 by siRNA and confirmed the knockdown effect by western blot （WB）. To inspect the role of

ITGB4

in brain microvascular endothelial cell （hCMEC/D3）， we performed cell proliferation assay， tube formation assay and cell migration assay on

ITGB4

knock-down cells. We used qRT-PCR to detect the change of the downstream target genes in the Wnt/β-catenin pathway upon the knockdown effect of

itgb4.

Results

Itgb4

knocked down by MO resulted in dramatic defects in the zebrafish embryos， including brain edema， brain hemorrhage， blood-brain barrier dysfunction and reduction of the number of the central arteries （CtAs） in hindbrain. Downregulation of ITGB4

protein expression

in hCMEC/D3 disrupted the cell function， including the suppression of cellular proliferation， the reduction of the tube formation and the inhibition of cellular migration. In addition， the downstream target genes in the Wnt/β-catenin signal pathway were suppressed since the downregulation of

itgb4

expression in zebrafish embryos. Finally， the reduction of the cells migration after knocking down the

ITGB4

could be rescued when we add the activator （BML-284） of the Wnt/β-catenin signal pathway to the hCMEC/D3 cells.

Conclusions

ITGB4 promotes the development of cerebrovascular by regulating cellular proliferation， migration and tube formation of cerebral vascular endothelial cells， and plays an important role in regulating the formation of blood-brain barrier.

关键词

Keywords

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