晚期糖基化终产物(AGEs)诱导内皮祖细胞(EPCs)功能紊乱是糖尿病致血管内皮损伤后内源性修复障碍的重要机制,但此过程的调控机制仍不清楚。有证据表明节律基因参与了糖尿病血管病变病理过程的调控,我们在前期研究的基础上,提出"节律调控分子Rev-erbα调节AGEs诱导EPCs功能紊乱"的新机制,与以往只限于研究单个或数个节律基因分子表达调控不同,将整个节律基因反馈环做为研究单元,以调节此反馈环的关键调控分子Rev-erbα为"纲",以反馈环中正/负反馈基因的表达及前期发现的"AGEs-RAGE-MAPK-NF-κB" 病理轴为"目",分别在细胞和动物实验中,使用基因沉默、活体荧光成像等技术手段,就Rev-erbα对EPCs功能紊乱的调控作用及具体分子机制进行研究,以点带面,最后达到"纲举目张"的目的,为糖尿病损害血管内皮损伤后修复功能的理论提供支持,为今后临床干预治疗药物开发奠定基础。
endothelial progenitor cells;advanced glycation end product;circadian genes;oxidative HDL;angiogenesis
晚期糖基化终产物(AGEs)诱导内皮祖细胞(EPCs)功能紊乱是糖尿病致血管内皮损伤后内源性修复障碍的重要机制,但此过程的调控机制仍不清楚。本研究提出"节律调控分子Rev-erbα调节AGEs诱导EPCs功能紊乱"的新机制。作为和EPCs具有同样保护作用的脂肪来源间充质干细胞(adipose tissue derived stem cells, ADSCs),其具有来源广泛的优势,也是近年来的作为组织工程重要的种子细胞。除外AGEs,高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)的相关研究也令人瞩目,既往的研究认为HDL是重要的血管保护因素,但一系列旨在提高机体HDL水平的药物临床研究则发现高水平的HDL伴随有心血管事件发生的增加,造成这种现象的原凶可能在于升高的HDL其本质已发生改变。目前已知,在糖尿病、冠心病等条件下,HDL易被氧化修饰生成氧化高密度脂蛋白(ox-HDL),从而由保护因素转变为致病因素,但ox-HDL对EPCs功能的作用以及机制如何并不清楚。本项目的主要研究成果如下 (1) AGE-HSA刺激可诱导EPCs功能紊乱,表现为凋亡增加和迁移受到抑制,其中RAGE-MAPK-NF-kB胞内信号通路的激活参与了AGEs的病理作用,而阻断MAPK信号通路中的p38和ERK则可显著抑制其病理作用;(2) AGEs对EPCs的病理作用,除外相关胞内信号通路的激活,节律基因系统调控关键分子Rev-erbα的表达发生紊乱,为此构建了针对该分子的shRNA表达载体,并筛选出合适的干预靶点;(3) AGE-HSA刺激可以抑制ADSCs的迁移功能,但促进细胞的增殖和分泌功能,同时伴有胞内氧化应激反应的程度升高、RAGE-MAPK-NF-κB信号通路的激活和节律基因关键调控分子Rev-erbα表达的上调,而ERK和p38抑制剂、瑞舒伐他汀以及通心络可不同程度地缓解AGE-HSA诱导的细胞迁移功能障碍;(4) AGE-HSA的致病作用伴有节律基因的表达异常,而给予细胞以siRNA转染抑制Rev-erbα的表达则可拮抗AGE-HSA所诱导的胞内氧化应激和ADSCs迁移功能障碍;(5) ox-HDL可通过表面受体CD36的介导诱导EPCs发生凋亡、迁移功能障碍和血管新生功能降低。