糖基化终产物(AGEs) 介导的"代谢记忆"是糖尿病血管病变持续发展的关键原因,本课题组前期研究发现肌动蛋白调节蛋白profilin-1可能作为分子内途径参与AGEs介导的"代谢记忆"。本项目拟建立AGEs血管损伤大鼠模型,观察主动脉和肾脏形态、功能和profilin-1表达的变化,应用siRNA干扰profilin-1表达,观察干预后对AGEs诱导的血管损伤的保护作用;体外培养血管内皮细胞,检测AGEs处理后profilin-1的表达,内皮损伤标志因子,线粒体氧化应激水平,PKC和NF-kB活性和表达;应用profilin-1 siRNA或抗氧化剂CCCP或PKC或NF-kB阻断剂干预培养体系,阐明profilin-1在AGEs诱导的血管内皮损伤中的作用机制及信号转导通路。该研究有助于阐明AGEs介导的"代谢记忆"致血管病变的分子机制,为探寻糖尿病血管病变的防治靶点提供理论基础。
advanced glycation end product;profilin-1;vasculopathy;endothelial cells;diabetes
糖尿病血管病变的发病机制复杂,长期的高糖状态,经非酶糖化和脂质氧化等一系列反应和结构重排形成的糖基化终产物(AGEs)生成增快、增多是“代谢记忆”产生的主要原因。Profilin-1是关键的肌动蛋白调节蛋白,研究证实profilin-1可能是内皮细胞损伤的共同通路,其在血管内皮损伤的细胞内途径中起到决定性的作用。因此,本项目探讨了profilin-1在AGEs介导的糖尿病“代谢记忆”(内皮细胞损伤和血管病变)中的关键作用以及分子机制。本项目在临床研究中发现,冠心病和冠心病合并糖尿病患者血浆中profilin-1水平显著升高,后者升高更为明显,且和RAGE水平、冠脉狭窄程度呈正相关。在动物实验中,我们采用连续尾静脉注射AGEs-BSA(25mg/kg,i.v. qd)2月成功构建了大鼠血管损伤模型,结果显示profilin-1在AGEs诱导的大鼠血管损伤模型中心肌、主动脉、肾脏组织表达增加,利用shRNA干扰技术,心尖注射腺病毒(3×109pfu,每月注射一次)干扰profilin-1表达可显著改善AGEs诱导的心肌和血管损伤。为进一步探讨profilin-1在AGEs诱导的血管内皮损伤中的关键作用及分子机制,我们以内皮细胞为研究对象,结果发现AGEs(100?ug/ml, 200 ug/ml, 400 ug/ml)均可显著上调profilin-1的蛋白和基因表达,以200 ug/ml最为明显。AGEs(200 ug/ml)孵育内皮细胞24 h可诱导氧化应激和PKC和NF-kB信号通路的激活,最终导致细胞骨架结构重构和内皮细胞受损,预先给与不同的信号通路阻断剂和siRNA干扰profilin-1表达均可减少AGEs诱导的profilin-1的表达和内皮细胞受损,但siRNA干扰profilin-1表达后对氧化应激、PKC和NF-kB的活性没有影响,进一步支持profilin-1是内皮细胞损伤的最终共同通路。以上结果表明AGEs通过诱导ROS/PKC或ROS/NF-kB信号通路上调profilin-1的表达,诱导内皮细胞损伤,试图阻断profilin-1介导的生物学效应有助于防治糖尿病内皮损伤和血管病变的发生发展。