[生物通讯]艾默利大学和乔治亚工学院的科学家发现了血流模式的机械变化与动脉硬化斑发育之间的遗传联系。这一发现可以解释为什么通过身体锻炼提高血流量有助于预防动脉硬化。艾默利大学生物医学工程系教授Hanjoong Jo博士和他的同事通过一种工程学与分子生物学组合的方法证明了血流变化对动脉粥样硬化斑的发育有何影响。动脉粥样硬化斑能够阻塞和破裂血管，导致心脏病发作和中风。这项研究发表在《生物化学杂志》的网络版上。

生物工程学家们认为，血管系统中弯曲、分叉、不太直通的区域产生动脉硬化斑的可能性比直通的血流区域要大。Jo博士推测，内皮细胞对机械环境中的改变会产生应答。他用测试液设计了一个机械系统来模拟血液流过人体血管的模式，然后让小鼠大动脉的内皮细胞暴露于这些液体中。通过基因芯片技术，研究人员筛选出12,000个存在于内皮细胞中的基因，比较暴露于直通血流（层流剪切应力）与暴露于异常的非线性血流（振荡剪切应力）的组织。他们发现，暴露于振荡剪切应力的细胞中编码BMP4（骨形成蛋白；bone morphogenetic protein,BMP)蛋白的基因的表达显著增强。而暴露于层流剪切压力下的细胞则几乎没有发现BMP4蛋白。

为进一步证实他们的研究结果，Jo的研究小组与艾默利大学心脏病专家W. Robert Taylor医学博士和血管外科手术专家J. David Vega医学博士合作，从动脉粥样硬化病人的冠状动脉中分离出内皮细胞，检测其BMP4的表达情况。在病变程度最轻的动脉细胞样本中，没有检测到BMP4的表达，而在动脉粥样硬化的早期形式－－泡沫细胞病变（foam cell lesion）中，检测到BMP4的强烈表达。

虽然高血压、高胆固醇、吸烟和高脂肪摄入已知都会增加心脏病风险，但据美国心脏协会公布，缺乏身体活动也是一个心脏病的一个风险因子。“对血流增加或减少产生的分子生物学反应有助于解释为什么缺乏身体锻炼会增加心脏病风险。”Jo博士说。“通过身体锻炼提高心率会导致血流加速，一些身体锻炼带来的益处都是由于内皮细胞某些基因表达的增强。”

Jo博士希望这一关于BMP4的发现能够帮助开发出动脉硬化的新诊断方法和基于基因的防止动脉硬化斑形成的疗法。（生物通编译）