巨噬细胞锌转运蛋白ZIP11/SLC39A11在动脉粥样硬化形成中的作用及其分子机制研究

Zinc deficiency induce the formation of atherosclerosis,this probably due to zinc play important roles in the antioxidation, inflammation regulation, maintain the integrity of the endothelial cells. However, whether zinc transporter has function in atherosclerosis remain unclear. ZIP11/SLC39A11 is a novel gene, and it's function has not been found. Our results showed that ZIP11/SLC39A11 has high expression in the macrophage, and reduce macrophage zinc content after being knockdown. It can transport zinc and it's expression regulated by zinc. Additionally, ZIP11/SLC39A11 may be involved in atherosclerosis. Whether ZIP11/SLC39A11 affect atherosclerosis by the phagocytose, proliferation, and apoptosis of macrophage through keeping zinc homeostasis, need to be further studied. Moreover,the function of PPAγ, NF-KB pathway need to be elucidated, too. Therefore, the project will study the mechanism of macrophage ZIP11/SLC39A11 affect the atherosclerosis in vivo and in vitro using many technologies. It will find potential target for the therapy of the disease.

人群及动物试验研究表明，低锌诱导动脉粥样硬化的发生，可能与锌的抗氧化、炎症调节、维持内皮细胞完整性有关。但是参与维持锌稳态平衡的锌转运蛋白在动脉粥样硬化发生中的作用及其分子机制目前还不清楚。ZIP11/SLC39A11是ZIP家族的全新基因，我们之前的研究发现其在巨噬细胞中表达量很高，RNAi后可降低巨噬细胞内锌的含量。是锌的importer，且其表达受锌的调控。小鼠该基因敲除后具有动脉粥样硬化的表型。其是否可通过影响锌的代谢平衡参与调节巨噬细胞的吞噬、增殖迁移及凋亡等功能，并最终通过PPAγ,NF-KB信号通路参与动脉粥样硬化的形成，有待深入研究。因此，本项目拟采用细胞及基因敲除小鼠为模型，利用各种生物化学与分子生物学、细胞培养及质谱等技术手段全面、系统、深入地研究巨噬细胞锌转运蛋白ZIP11/SLC39A11在动脉粥样硬化中的作用及其机制，为治疗该疾病找到潜在的治疗靶点。

本项目原本拟研究参与维持锌稳态平衡的锌转运蛋白ZIP11/SLC39A11在动脉粥样硬化发生中的作用及其分子机制，重点研究其是否通过调控巨噬细胞功能而发挥作用，为填补国内外该研究领域内的空白提供翔实的数据，为丰富和发展国内外现有的锌营养与动脉粥样硬化理论知识奠定坚实的基础。2014年度发现Zip11-/-×LDLR-/-双敲小鼠在巨噬细胞功能及动脉粥样硬化方面都没有明显的表型，故停止之前的研究计划。同时扩展研究了另外一个前列腺素代谢领域研究的热点基因EP3在此方面的相关作用。目前，国内外关于前列腺素及其受体体内调节脂代谢研究还鲜见报道，我们发现EP3-/-×LDLR-/-双敲小鼠具有明显动脉粥样硬化表型，可能与肝脏脂肪的合成与代谢有关，在此基础上本项目继续深入研究了EP3导致动脉粥样硬化的分子机制，取得重要研究成果：（1）肝脏中缺乏EP3导致血清中胆固醇含量增加及加重小鼠动脉粥样硬化表型；（2）肝脏EP3敲除抑制胆酸合成相关基因的表达及降低胆酸水平；（3）CYP7A1过表达消除了肝脏EP3缺乏所导致的小鼠胆酸及胆固醇变化；（4）EP3缺乏通过HNF4a降低CYP7A1的转录；（5）EP3缺乏增加PKA调节的HNF4a的磷酸化及抑制CYP7A1的转录；（6）EP3抑制PKA-HNF4α相互作用可增加胆酸合成及降低胆固醇水平；（7）减少胆酸可改善动脉粥样硬化。所获研究结果阐明了EP3缺乏导致动脉粥样硬化的具体通路，为研发前列腺素受体治疗动脉粥样硬化新的药物提供了药物靶点与理论支持，具有重要的临床转化意义。