17β-雌二醇通过线粒体自噬对活性氧诱导的血管内皮细胞衰老的干预机制研究

Senescence of vascular endothelial cell (VEC) is closely related to VEC dysfunction and atherosclerosis (AS) plaque formation. Our previous studies had demonstrated that 17β-estradiol (17β-E2) is able to retard hydrogen peroxide (H2O2)-induced VEC senescence through activating estrogen receptor (ER) mediated mitochondria protection, and mitophagy may be involved. However, the underlying mechanisms of 17β-E2 and its receptor, mitophagy and VEC senescence are still not clear. First we will use shRNA-mediated gene silencing to inhibit the function of ERα or ERβ and then examine their roles in 17β-E2-mediated inhibitory effects on H2O2-induced VEC senescence . Secondly, use shRNA-mediated gene silencing to inhibit ATG5 to inhibit mitophagy, then examine their roles in 17β-E2-mediated inhibitory effects on H2O2-induced VEC senescence. Thirdly, luciferase reporter and Chromatin immunoprecipitation (ChIP) will then be employed to investigate the effects of 17β-E2 on the promoter and transcription activities of Beclin 1-PI3K III, and p53-BNIP3 transduction way and their relation with VEC senescence. Our studies will be expected to uncover novel mechanisms of the interventional effects of 17β-E2 on VEC senescence by activating mitophagy, and then providing new clues about how to better prevent and treat AS.

血管内皮细胞（VEC）衰老与VEC功能减退和动脉粥样硬化（AS)斑块形成密切相关。我们已证明17β-雌二醇（17β-E2）能延缓活性氧诱导的VEC衰老，发现雌激素受体通过改善线粒体功能介导了该作用，并发现线粒体自噬可能参与其中。但17β-E2及其受体，线粒体自噬和VEC衰老之间具体关系尚不明确。本项目拟在活性氧诱导的VEC衰老模型中（1）用shRNA技术观察ERα或ERβ表达受抑制情况下，17β-E2对VEC线粒体自噬及衰老影响；（2）用shRNA沉默ATG5表达从而抑制线粒体自噬，观察17β-E2对VEC衰老的影响；（3）用萤光素酶报告基因分析载体和染色体免疫共沉淀法，从转录水平探讨17β-E2对Beclin 1-PI3K III和P53-BNIP3两条线粒体自噬重要通道的影响及其与VEC衰老关系。研究有望从线粒体自噬角度发现17β-E2对VEC衰老的干预新机制，为AS 防治提供新线索。

项目背景：血管内皮细胞（VEC）衰老与VEC功能减退和动脉粥样硬化（AS)斑块形成密切相关。我们已证明17β-雌二醇（17β-E2）能延缓活性氧诱导的VEC衰老，发现雌激素受体通过改善线粒体功能介导了该作用，并发现线粒体自噬可能参与其中。但17β-E2及其受体，线粒体自噬和V EC衰老之间具体关系尚不明确。本项目拟在活性氧诱导的VEC衰老模型中（1）用shRNA技术观察ERα或ERβ表达受抑制情况下，17β-E2对VEC线粒体自噬及衰老影响；（2）用shRNA沉默AT G5表达从而抑制线粒体自噬，观察17β-E2对VEC衰老的影响；（3）用萤光素酶报告基因分析载体和染色体免疫共沉淀法，从转录水平探讨17β-E2对Beclin1-PI3KIII和P53-BNIP3两条线粒体自噬重要通道的影响及其与VEC衰老关系。研究有望从线粒体自噬角度发现17β-E2对VEC衰老的干预新机制，为AS防治提供新线索。.主要研究内容：1、建立了成熟的过氧化氢诱导VEC早衰的模型；2、17β-E2可能通过其受体延缓对H2O2诱导的VEC衰老的发生；3、适度激活自噬可以延缓血管内皮细胞的衰老；4、证明了雌激素可通过ER上调血管内皮细胞自噬活性，从而延缓VEC衰老。.重要结果：我们在实验中成功建立衰老模型，证实自噬可抑制HUVEC 衰老，保护细胞结构，17β-E2可促进H2O2处理后的细胞发生自噬，并通过激活 p53 通路，改善细胞衰老及内皮功能，17β-E2发挥改善细胞衰老的作用及促进自噬与剂量相关。.证实了17β- E2通过激活SIRT3启动子上调SIRT3基因表达，17β-E2诱导的自噬需要SIRT3基因的表达，17β- E2上调SIRT3表达延缓H2O2诱导的衰老，SIRT3介导H2O2诱导的自噬体和功能失调线粒体的融合，建立相应的动物模型，证明了自噬与衰老成大致相反的关系。.在实验过程中，成功建立了ER-α沉默的细胞模型，验证了17β-E2通过ER-α发挥改善HUVEC细胞衰老的作用，ER-α能介导17β-E2通过自噬途径缓解HUVEC细胞衰老的作用。生理浓度的17β-E2通过α受体增加小鼠体内的自噬流并延缓D-gal诱导血管内皮衰老。.关键数据：（详见附件）.揭示雌激素能通过其受体延缓血管内皮细胞的衰老,其中可能的具体机制，有望发现一种从机体内源性角度调控VEC衰老