单核巨噬细胞的磷脂代谢失衡参与高同型半胱氨酸血症加速动脉粥样硬化的发病

Hyperhomocysteinmia (HHcy) is a novel independent risk factor of atherosclerosis pathogenesis. Mono-macrophages mediate immune inflammation is very critical in the development of hyperhomocysteinmia-accelareted atherosclerosis. Our previous study have showed that metabolic reprogramming in the mitochondria is involved in imbalance of phospholipids' metabolism in macrophages. We hypothesis that hyperhomocystein promotes excess proinflammation through the release of small bioactive molecules of phospholipids or binding of antiphospholipid antibodies, particularly against phospholipid binding protein beta-2 glycoprotein 1 (β2GP1) to toll-like receptor 4(TLR4) in macrophages. By performing high throughput lipidomics technique and TLR4-/- atherosclerosis mouse model in vivo, we will clarify 1. whether or not metabolic reprogramming in the mitochondria is involved in imbalance of phospholipids' metabolism in macrophages; 2. reveal the mechanisms of HHcy-amplified early pathogenesis of atherosclerosis via the release of biologic active small molecules of phospholipids; 3. or via the binding of antiphospholipid antibodies to toll-like receptor 4 (TLR4) in macrophages. Our results will uncover a novel mechanism of HHcy-amplified metabolic inflammation during atherosclerosis and might provide a new target for early immune diagnosis for the atherosclerosis pathogenesis.

研究证实高同型半胱氨酸血症（HHcy）是动脉粥样硬化发病的独立危险因子。前期发现HHcy 导致动脉粥样硬化发生和发展，单核巨噬细胞介导了炎症免疫激活是十分重要的发病机制，预实验发现Hcy引起线粒体的重编程介导的磷脂代谢途径失衡,据此提出释放磷脂生物活性小分子和形成了细胞膜磷脂结合蛋白复合物可能放大了内毒素受体（TLR4）及其下游信号，介导了HHcy促进巨噬细胞过度炎性活化。本项目将采用代谢组和细胞原子力显微术等新技术，重点研究： 1. 通过整体水平TLR4-/- ApoE -/-小鼠和离体巨噬细胞培养揭示动脉粥样硬化发病过程中Hcy是否引起线粒体依赖的磷脂代谢失衡；2. 是否通过释放磷脂生物活性小分子；和3. 通过细胞膜上结合的磷脂结合蛋白复合物从而放大了TLR4受体致炎作用，介导Hcy加速动脉粥样硬化的代谢免疫新机制，从而可能为寻找动脉粥样硬化早期免疫诊断新靶标提供线索。

我们和其他实验室以往研究已经证实高同型半胱氨酸血症（HHcy）是动脉粥样硬化发病的独立危险因子。我们前期还报道了HHcy加速动脉粥样硬化相关的血管损伤疾病动脉瘤的发生和发展，其中单核巨噬细胞介导的免疫炎症激活是十分重要的发病机制。本项目重点研究了免疫代谢在其中的作用和地位。结果发现1. Hcy一方面间接通过引起B淋巴细胞的糖-磷脂代谢失衡增加了抗磷脂抗体分泌增多而作用在巨噬细胞依赖TLR4受体的炎性极化；2. 以及直接通过巨噬细胞缺氧（或缺营养）应激引起巨噬细胞和内皮细胞的膜磷脂水解酶PLA2介导的分泌蛋白ATX释放，其代谢调控机制是糖酵解代谢的HIF1介导了的三羧酸循环中部分代谢物异常而促进HIF1活化以及分泌蛋白水解酶ADAM17增多，从而增加血管细胞外基质降解增加和免疫细胞整合素介导的募集至血管内皮，加速血管损伤；3. 发现Hcy引起免疫代谢异常及抗磷脂抗体复合物是一个重要的新致炎机制，干预免疫和内皮细胞磷脂代谢，例如非诺贝特改善线粒体β氧化或抑制膜磷脂分解的ATX抑制剂是两种重要的改善代谢和减少膜磷脂分解，从而减轻动脉瘤血管损伤的新策略。并提示临床检测抗磷脂抗体或分泌蛋白ATX可以作为HHcy的动脉瘤的新预警靶标。相关成果发表3篇Q1区文章并获得国内专利一项。