硒对血管内皮细胞蛋白质巯基亚硝基化的作用及分子机制研究

Selenium is a trace mineral, plays an important role in the antioxidant defense system in the body. Epidemiological evidence has shown selenium might prevent cardiovascular disease. However, the mechanism of the observed beneficial effects remains unclear. S-nitrosylation is a potential new paradigm like phosphorylation in signal transduction and plays an important role in the regulation of cardiovascular function. Many studies showed selenium could effect nitric oxide production. However, it remains unclear whether selenium protects vascular functions through the increase of protein S-nitrosylation in endothelial. In our early study, we found selenium increases protein S-nitrosylation in ox-LDL induced endothelial cells. Accordingly, we hypothesized that selenium increases protein S-nitrosylation in endothelial cells. To test this hypothesis, we examined the effects of selenium on ox-LDL induced human umbilical vein endothelial cells，as well as male Sprague-Dawley rats with/without high fat feeding for in vivo validation of the findings. We also explored the molecular pathways that are involved in the process of S-nitrosylation, include ROS, Akt/eNOS/NO signaling pathway and NF-κB pathway. Finally, these studies also provide new insights into the mechanism of selenium prevent cardiovascular disease.

流行病学发现微量元素硒（Se）具有预防心血管疾病的功效，但其作用机制尚不完全清楚。蛋白质巯基亚硝基化被认为是一种与磷酸化相似的新的信号转导调控方式，对心血管具有重要调节作用。研究发现Se能够影响血管内皮细胞NO生成，但是否通过增加蛋白质巯基亚硝基化起到CVD保护作用未见相关报道。本项目前期研究发现，一定量的Se能降低ox-LDL对血管内皮蛋白质巯基亚硝基化的抑制作用。为了深入研究Se对蛋白质巯基亚硝基化调节的分子机制，本项目以人脐静脉血管内皮细胞和大鼠为模型，采用免疫荧光、Western blot、EMSA等技术研究Se对蛋白质巯基亚硝基化的影响，并通过检测ROS、Akt、eNOS、NO、NF-κB和VCAM-1、ICAM-l等蛋白质巯基亚硝基化过程中的相关分子，探索Se调节蛋白质巯基亚硝基化的信号分子通路，以期阐明Se作用的分子机制，为Se预防心血管疾病的机制提供新的理论依据。

流行病学发现微量元素硒（Se）具有预防心血管疾病的功效，但其作用机制尚不完全清楚。蛋白质巯基亚硝基化被认为是一种与磷酸化相似的新的信号转导调控方式，对心血管具有重要调节作用。为了深入研究Se对蛋白质巯基亚硝基化调节的分子机制，本项目以人脐静脉血管内皮细胞和动脉粥样硬化动物模型，采用免疫荧光、Western blot、EMSA等技术研究Se对蛋白质巯基亚硝基化的影响，并通过检测ROS、Akt、eNOS、NO、NF-κB和VCAM-1、ICAM-l等蛋白质巯基亚硝基化过程中的相关分子，探索Se调节蛋白质巯基亚硝基化的信号分子通路，以期阐明Se作用的分子机制，为Se预防心血管疾病的机制提供新的理论依据。本项目建立了一种操作简便、且能够获得数量较多及活力良好的HUVECs的分离、培养、纯化及鉴定方法。细胞实验表明，不同Se源和浓度对人脐静脉内皮细胞活性影响具有差异。有机硒和无机硒相比，有机硒的毒性较低，生物效率高；Se对ox-LDL诱导氧化损伤HUVECs细胞具有保护作用，这与Se能够影响血管内皮细胞NO生成，增加血管血管内皮蛋白质巯基亚硝基化，Akt和eNOS表达，以及降低血管内皮细胞NF-κB活性有关。动物实验表明，日粮添加有机硒能够显著降低高脂饮食诱导的Apo E-/-小鼠血清胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇的含量，提高血液抗氧化能力，降低主动脉血管损伤，提高主动脉管壁蛋白巯基亚硝基化水平，这与Se能够提高血清NO浓度，增加主动脉管壁Akt、eNOS表达，降低主动脉管壁ICAM-l、VCAM-1、NF-κB表达密切相关。