Sestrin2/AMPK通路调节线粒体动力学在高血压诱发内皮细胞功能损伤中的作用

Mitochondrial fusion and fission, that is mitochondrial dynamics is critical for physiological cell function. Mitochondrial fusion seems to be favorable for distribution of metabolites and proteins. In contrast, exaggerated mitochondrial fission is detrimental, due to excessive mitochondrial fragments, followed with mitochondrial membrane potential decrease and mitochondrial-derived ROS accumulation. Dynamic-related protein 1(Drp1) is the major protein to modulate mitochondrial fission. And Drp1 is mainly regulated by post-transcrpitonal mechanism, in which Ser637 phosphorylation is to inhibit the recruitment of Drp1 to mitochondrial out membrane. Recent study showed that AMPK inducer improved endothelial function by acting on Drp1, indicating that Drp1 serving as a downstream of AMPK and mediating the favorable effect of AMPK. As a stress induced protein, Sestrin2 can active AMPK to exert beneficial action on cardiovascular system. And we aim to investigate wether Sestrin2/AMPK cascade preserve again hypertension-induced endothelial dysfunction through Drp1 and wether Sestrin2 has anti-hypertension effect.

线粒体融合和分裂失衡诱发心血管疾病逐渐被报道。融合利于分配代谢物等，分裂过度导致“线粒体片段化”，线粒体膜电位降低，活性氧增加，损伤细胞功能。动力相关蛋白1 (dynamic-related protein 1, Drp1)介导的线粒体过度分裂诱发内皮细胞损伤，Drp1调节主要受翻译后磷酸化调节，Drp1的Ser635磷酸化抑制Drp1由胞质向线粒体募集，抑制分裂，Drp1抑制剂延缓线粒体分裂，减弱细胞凋亡，延缓致病因子对内皮细胞损伤，AMPK可抑制过度分裂诱发的细胞损伤；应激诱导蛋白2（Sestrin2）是胞内高度保守具抗氧化的蛋白，可活化AMPK而抑制mTORC1,有抗衰老作用。AMPK对心血管系统的保护作用明确报道，我们在前期研究基础上观察内源性Sestrin2/AMPK通路调节线粒体动力学在高血压诱发内皮细胞功能损伤中的作用，同时阐述Sestrin2是否具有抗高血压功能。

线粒体融合和分裂失衡诱发心血管疾病逐渐被报道。我们在前期研究基础上观察内源性Sestrin2/AMPK通路调节线粒体动力学在高血压诱发内皮细胞功能损伤中的作用，同时阐述Sestrin2是否具有抗高血压功能。同时观察自发性高血压大鼠肾动脉环氧合酶的变化以及骨化三醇是否通过环氧合酶改善自发性高血压大鼠肾动脉内皮细胞功能。此外还研究了TXNIP介导的NLRP3/Caspase-1/IL-1β通路激活在卵巢切除诱发内皮细胞功能损伤中的研究；对临床上常见的硝酸甘油耐受现象作了研究。.结果显示：Drp-1诱导的线粒体分裂增强在高血压诱发内皮细胞功能损伤中的作用以及将其作为靶点在改善内皮细胞功能中的效果，为内皮细胞功能损伤的线粒体机制研究提供实验基础。 .此外，在我们的实验当中发现环氧合酶1和环氧合酶2均参与自发性高血压大鼠肾动脉内皮细胞功能损伤，且作为靶点被抑制后均可改善内皮细胞功能。.卵巢切除诱发内皮细胞功能损伤的研究中结果卵巢切除后动物体重增加，出现明显的糖脂代谢异常，结果显示TXNIP表达明显增强， NLRP3/Caspase-1/IL-1β通路也明显增强；细胞实验显示了TXNIP的激活在此通路中发挥重要作用。TXNIP被敲除后，下游的NLRP3/Caspase-1/IL-1β通路恢复正常水平，细胞焦亡现象也消失。并且过表达TXNIP后，内皮细胞功能出现损伤，NLRP3/Caspase-1/IL-1β活性增强.平滑肌PKCα激活在硝酸甘油耐受中起着重要作用，其抑制后能明显延缓耐受的发生，小檗碱能通过抑制此靶点抑制耐受，离体应用以及在体腹腔注射小檗碱都显示相似的实验结果。此外，硝酸甘油耐受中没有发现内皮细胞功能的损伤，并且活性氧簇只是硝酸甘油耐受产生中的伴随物，并不参与耐受现象的产生。.本项目提示线粒体动力学，环氧合酶在高血压模型中内皮细胞功能损伤中的作用，为靶点药物开发提供实验依据；TXNIP介导的NLRP3/Caspase-1/IL-1β通路在卵巢切除诱发内皮细胞功能损伤中起着重要作用，为TXNIP的小分子量抑制剂的开发具有重要意义。