PTPN2介导脂肪组织免疫T细胞极化在2型糖尿病动脉粥样硬化易损斑块形成中的作用

Adipose tissue inflammation is an essential pathological process involved in diabetes and atherosclerotic vulnerable plaque formation. Previous studies mostly focused on the effect of macrophage polarization on adipose tissue inflammation. However, more recently, it has been demonstrated that T-cell phenotype changes preceded macrophage polarization. T-cell polarization played a vital role in adipose tissue inflammation. In the previous studies, we found that the expression of PTPN2 protein was significantly reduced in adipose tissue in diabetic atherosclerosis mice. However, it is uncertain whether PTPN2 could modulate T-cell polarization. Furthermore, whether PTPN2 could build the bridge between adipose tissue T-cell polarization in diabetes and atherosclerotic vulnerable plaque formation via PTPN2/STAT3 signaling pathway remains unclear. In this study, we will carry out the experiments at the levels of clinical patients, cells and animals. A co-culture system of adipose-derived mesenchymal stem cells and T-cells will be used to exam the effects of PTPN2 expression on T-cells polarization and secretion of inflammatory factors. Then we will explore the effectiveness of PTPN2 adipose tissue specific ovexpression on STAT3 pathway, T-cell polarization and atherosclerotic plaque stability in diabetic ApoE-/-/LDLR-/- mice. Our findings can offer new ideas and therapeutic targets for early intervention of diabetic vulnerable plaque.

脂肪组织炎症是2型糖尿病和动脉粥样硬化易损斑块形成的共同根源，以往研究主要集中于巨噬细胞极化在脂肪炎症中的作用，近年研究证实T细胞极化先于巨噬细胞极化，是调控脂肪组织炎症的关键。我们前期工作显示，2型糖尿病动脉粥样硬化小鼠脂肪组织PTPN2表达显著降低，但PTPN2对免疫T细胞极化是否具有调控作用，能否通过对PTPN2/STAT3信号途径的调控，架起2型糖尿病脂肪组织免疫T细胞极化和易损斑块形成的桥梁尚不清楚。本课题拟在临床患者、细胞及整体动物水平，采用原代脂肪组织间充质细胞和免疫T细胞共培养，探讨PTPN2过表达或基因沉默对免疫T细胞极化和炎症因子的影响；以2型糖尿病ApoE-/-/LDLR-/-小鼠为研究对象，研究脂肪组织特异性PTPN2过表达等干预措施对STAT3信号途径和免疫T细胞极化的影响以及稳定易损斑块的可行性。该研究结果可为糖尿病易损斑块早期防治提供新的思路和靶点。

糖尿病可引起动脉粥样硬化等大血管疾病以及糖尿病肾病等微血管疾病，但糖尿病患者血管并发症发生率高的机制尚未完全阐明。本项目应用分子生物学、细胞生物学、病理组织学等技术，以2型糖尿病ApoE-/-小鼠为对象，对PTPN2在糖尿病血管并发症中的作用进行了研究，结果显示：(1) 2型糖尿病脂肪间充质干细胞发生代谢性炎症，代谢功能发生障碍，此外其抑炎作用减弱，促炎作用明显增强，导致CD4+T细胞发生促炎表型极化；(2) CD4+T细胞促炎极化介导下游巨噬细胞炎性极化，加剧代谢性炎症的传递和扩布；(3) PTPN2通过降低CD4+T细胞内STAT3磷酸化水平，抑制2型糖尿病脂肪间充质干细胞诱导的CD4+T细胞促炎表型极化和巨噬细胞炎性极化，进而抑制代谢性炎症的传递和扩布；(4)转录因子STAT3和FoxP3通过与Ptpn2基因启动子序列相互作用在转录水平负向调节PTPN2的表达；（5）与对照组ApoE-/-小鼠相比，糖尿病组ApoE-/-小鼠附睾脂肪组织中PTPN2表这水平显著降低；同时，内脏脂肪中的T细胞呈现促炎极化，从而诱导局部和系统性炎症，促进动脉粥样硬化斑块的不稳定性；（6）内脏脂肪PTPN2过表达可明显降低Th1/Treg和Th17/Treg比值，抑制局部和系统性炎症，因而增加了动脉粥样硬化斑块的稳定性；（7）机制上，PTPN2通过抑制STAT3信号通路，改善脂肪组织T细胞促炎极化、炎症和后续的糖尿病动脉粥样硬化斑块进展；（8）高脂饮食加小剂量STZ诱导的糖尿病小鼠出现蛋白尿，系膜基质增生，肾小管间质纤维化和巨噬细胞浸润，呈现明显的肾脏损伤；（9）糖尿病小鼠肾脏PTPN2表达明显下降，同时伴随着STAT信号通路明显激活和STAT下游促炎和促纤维化因子的表达增加；（10）PTPN2基因治疗不仅改善了糖尿病小鼠的高糖血症和代谢紊乱，而且通过抑制肾脏微小炎症的发生改善肾脏损伤。结论：PTPN2通过抑制STAT信号通路影响糖尿病血管并发症的进展。