Endophilin A2下调在代谢紊乱导致内皮功能障碍中的作用及机制

Our previous work has revealed that endophilin A2 can interact with eNOS protein, knockdown of endophilin A2 decreased eNOS expression and NO production. In addition, hyperlipidemia downregulated endophilin A2 expression, these findings suggested that endophilin A2 downregulation may be the critical contributor to endothelial dysfunction during hyperlipidemia, however, the underlying mechanisms are not understood. In this study, we will investigate the molecular mechanism how endophilin A2 regulates eNOS stability at first. Moreover, we will study the effects of endophilin A2 on endothelial dysfunction induced by hyperlipidemia and hyperglucomia by using endophilin A2 gene knockout and transgenic mice. Furthrmore, we will evaluate the effects of protein peptide on endothelial dysfunction. Our study will recognize the important role of endophilin A2 in the regulation of eNOS expression and endothelium-dependent vasorelaxation and provide the evidence that modulation of endophilin A2 expression may be a nove therapeutic stratage for endothelial dysfunction during the development of cardiovascular diseases.

我们前期工作发现endophilin A2与eNOS相互结合，下调endophilin A2降低eNOS表达，高脂血症endophilinA2表达减少，提示endophilin A2可能是高脂血症诱导内皮功能障碍的关键因素，但机理不清。本研究拟首先揭示endophilin A2结合eNOS分子机制，并采用基因敲除和转基因小鼠，明确endophilin A2对内皮依赖性舒张反应的调控机制及其表达变化在代谢性疾病诱导内皮功能障碍中的作用。进一步根据endophilin A2与eNOS结合的结构域特点，合成蛋白多肽并探讨其对代谢性疾病诱导内皮功能障碍中的影响。该研究工作将较系统地认识endophilin A2表达下调诱导内皮功能障碍的的分子机制，为评估endophilin A2否可作为改善内皮功能障碍的新靶点提供提供实验室基础，同时为从蛋白多肽角度寻找改善内皮功能障碍的新手段提供依据。

本课题从endophilin A2调控血管稳态角度开展了系统研究，主要发现有：1. 高血脂、高血糖和高血压状态下，血管endophilin A2表达降低；2. 全身性敲除或内皮特异性敲除endophilin A2可引起eNOS表达降低，NO生成减少，导致血管内皮依赖性舒张功能障碍，诱发血压升高；3. 内皮高表达endophilin A2则可对抗病理因素诱导的血管内皮依赖性舒张功能障碍，阻断高血压形成；4.泛素-蛋白酶体通路活化是调控eNOS蛋白稳定性的重要机制，Itch是介导eNOS蛋白泛素化降解的E3连接酶。5. Endophilin A2和Itch与eNOS蛋白竞争性结合于eNOS蛋白的相同序列，endophilin A2是阻止Itch与eNOS结合，进而抑制eNOS蛋白降解的关键分子。6. Endophilin A2通过其PRD结构域与eNOS蛋白结合，PRD多肽可模拟endophilin A2的作用，即结合于eNOS蛋白上Itch结合位点，抑制Itch介导的eNOS蛋白降解。7. 全身性给予PRD多肽可改善内皮依赖性舒张功能障碍，抑制高血压形成。我们的研究结果阐明了泛素-蛋白酶体通路活化是调控eNOS蛋白稳定性的重要机制，发现Itch是介导eNOS蛋白泛素化降解的E3连接酶。明确了endophilin A2是阻止Itch介导eNOS蛋白降解的关键分子。揭示了Endophilin A2表达下调是内皮依赖性舒张功能障碍和高血压发生的关键病理性机制。发现PRD蛋白多肽可模拟endophilin A2对eNOS的保护作用，维持血管内皮功能和血压稳态。这些工作从一个全新的角度揭示了内皮功能障碍的产生机制，为内皮功能失衡和高血压治疗提供了新的治疗靶点和药物。