炎症引起的细胞外基质尤其是胶原的降解是动脉粥样硬化斑块易损和破裂的重要原因。课题负责人在国际上首次阐明了肿瘤坏死因子TNFα导致胶原降解的细胞内ASK1-JNK-NonO 信号转导通路,受到国际学术界的高度评价。然而,TNFα抑制胶原合成酶的具体分子机制尚不明了。本研究拟在此基础上,以血管平滑肌细胞为研究对象,应用CHIP assay、siRNA、RT-PCR、Western blot、2-D电泳磷酸化着色等多种分子生物学技术,深入探讨TNFα刺激引起的胶原合成酶限速亚单位P4Hα1及I型和III型胶原表达的改变、P4Hα1启动子上TNFα反应区域的变化、转录因子与P4Hα1启动子的结合、转录因子的构型和转录复合物的产量以及组蛋白的变化,旨在阐明TNFα降解P4Hα1的分子机制。本研究将发现炎症因子引起胶原降解的关键分子,寻找稳定斑块的有效靶点,具有重要的学术理论意义和潜在的临床应用价值。
TNF-α;NonO;P4Hα1;atherosclerosis;inflammation
在本基金的支持下,课题组首次阐明了TNF-α抑制P4Hα1的完整的分子机制TNF-α通过激活下游通路ASK1-JNK,使转录因子DJ-1氧化和转录因子NonO磷酸化,进而使组蛋白4第12个赖氨酸乙酰化,暴露P4Hα1启动子片段。氧化后的DJ-1与NonO形成转录复合体,结合于P4Hα1启动子的TNF-α反应元件上,继而引起HDAC的聚集,使组蛋白3第9个赖氨酸去乙酰化和甲基化,然后组蛋白闭链导致转录停止,最终实现对P4Hα1的抑制作用,从而揭示了炎症因子引起胶原降解的关键分子,为减少斑块纤维帽的胶原降解、稳定易损斑块、抑制主动脉瘤的形成,提供了具有重要学术意义和潜在应用价值的治疗新靶点;首次证实NonO可促进动脉粥样硬化斑块形成在对ApoE-/-小鼠进行高脂喂养后,对NonO蛋白进行干扰和过表达,发现NonO干扰后动脉粥样硬化斑块明显减小,而过表达NonO则促进斑块的形成。对斑块组织进行免疫组织化学检测后,发现NonO能够促进斑块内巨噬细胞、平滑肌细胞的含量以及IL-1β及IL-6的表达,而干扰NonO后上述指标的表达明显减少。因此在斑块形成的研究中,NonO可作为重要的研究方向和临床治疗的新靶点; 首次发现NonO可导致不稳定斑块的产生将ApoE-/-小鼠行右侧颈动脉套置缩窄性套管并全程高脂后,对NonO蛋白进行干扰和过表达,并将小鼠置于针管中给予噪音刺激,发现干扰NonO可显著降低斑块破裂率,而过表达NonO则可增加破裂率。NonO干扰组的巨噬细胞、脂质含量和炎症因子的表达显著减少,而SMCs、MMPs及胶原含量显著增加;而NonO过表达组结果与之相反。计算易损指数显示NonO干扰组斑块易损指数显著减小,而NonO过表达组易损指数显著增加。从而首次证明NonO是导致斑块不稳定的重要因子,为今后易损斑块研究和治疗提出了新的方向和靶点。通过本系列研究,已发表SCI收录论文6篇,其中IF>10的论文2篇,IF>5的论文4篇,总影响因子40余分,获得教育部自然科学一等奖和山东省自然科学二等奖各一项,课题负责人于2011年获评全国优秀博士学位论文和中国百篇最具影响国际学术论文,同年在山东大学破格晋升为研究员,于2012年入选首批中央组织部青年拔尖人才支持计划,并获得山东省杰出青年基金和教育部新世纪优秀人才支持计划资助。已有两名博士生在本课题的资助下毕业。