IKKε通过诱导血管平滑肌细胞的过度自噬导致主动脉瘤形成的机制研究

Aortic aneurysm is local aortic expansion due to the destruction of the aortic wall, and resulting in a high incidence and mortality in the world, which pathogenesis is unclear. Studies have shown that aortic aneurysm may be associated with vascular smooth muscle cell (VSMC) apoptosis and aging, but the cause of VSMC apoptosis is unclear. Studies have shown that autophagy is one of the important factors to regulate the survival of VSMC, excessive autophagy can cause VSMC apoptosis. IKKε can regulate the autophagy of tumor cells in tumor formation, and induce apoptosis fianlly. IKKε can regulated the mTOR activity by AKT, while mTOR activity was inhibited is a key factor in autophagy initiation. The preliminary study found that the proportion of aortic aneurysm, VSMC autophagy and apoptosis in the IKKε gene knockout mice are significantly reduced than non-genetically knockout mice. Therefore, we speculate that IKKε might cause VSMC over-autophagy and leading to apoptosis, eventually leading to the formation of aortic aneurysms. This study will examine the role of IKKε in autophagy of VSMC from human, animal and cellular levels, and provide a new target and experimental basis for the diagnosis and intervention of aortic aneurysm in clincal.

主动脉瘤是由于主动脉壁结构遭到破坏所导致的主动脉局部扩张，在世界范围内有很高的发病率和死亡率，发病机制尚不清楚。已有研究表明主动脉瘤形成可能与血管平滑肌细胞（VSMC）的凋亡和衰老有关，但导致VSMC凋亡的原因还不清楚。研究表明自噬是调节VSMC生存的重要因素之一，过度的自噬可以引起VSMC凋亡。IKKε在肿瘤的形成中可以影响肿瘤细胞的自噬反应，进而引起细胞凋亡；且IKKε可以通过AKT调控mTOR活性，而mTOR活性被抑制则是自噬启动的关键因素。本项目前期研究发现，IKKε基因敲除小鼠主动脉瘤发生率、VSMC自噬及凋亡的比例均较非基因敲除小鼠有明显减少。因此我们推测IKKε可能是通过诱导VSMC过度自噬导致细胞凋亡，最终导致主动脉瘤形成的。本研究将从人体、动物及细胞水平对IKKε在VSMC自噬中的作用及相关机制进行验证，为临床上主动脉瘤的诊断及干预提供新的靶标及实验依据。

IκB激酶复合物ε（IKKε）基因是近来被发现的IκB激酶家族中的新成员，其在炎症、肿瘤、代谢疾病中的功能和作用机制方面已取得显着进展，特别是在心肌肥厚、动脉粥样硬化也有文献报道。在本课题中，我们通过在载脂蛋白E缺陷（Apoe−/−）小鼠及IKKε与载脂蛋白E双缺陷（Apoe−/−IKKε−/−）的小鼠皮下埋置血管紧张素II微量泵诱发AAA的模型，探讨测IKKε在AAA发生和发展的相关性，进一步探究IKKε在AAA形成中作用和机制。研究结果发现：1、人主动脉瘤中IKKε的表达明显高于正常主动脉对照，在小鼠中也得到了类似的结果，特别是在小鼠中IKKε的表达与血管紧张素II微量泵处理时间正相关。表明IKKε可能与腹主动脉瘤的发生和发展有关。2、在小鼠用微量泵持续处理28天后，IKKε敲除并不影响血管紧张素II诱导小鼠的收缩压或血清总胆固醇，但IKKε敲除显著抑制腹主动脉瘤小鼠的死亡率。在形态学上发现IKKε敲除显著抑制了腹主动脉瘤的形成，而且明显降低了最大直径和动脉瘤的严重程度，且HE检测发现IKKε敲除减轻了弹力纤维断裂和中膜层降解。血管紧张素II诱导的动脉瘤中巨噬细胞的活性增强并增加了炎症细胞因子的表达，IKKε敲除减轻了这种趋势。在血管紧张素II诱导的小鼠中，IKKε敲除小鼠在动脉瘤表现出较低的活性氧水平，同时也抑制了小鼠主动脉平滑肌细胞的凋亡。3、进一步研究的机制研究表明，Apoe−/−IKKε−/−小鼠的ERK1/2的磷酸化明显减少，表明IKKε可能是通过磷酸化ERK1/2来调控血管紧张素II诱导小鼠腹主动脉瘤形成的，体外研究的结果与体内结果相一致。4、用Amlexanox处理的小鼠可以明显的抑制由血管紧张素II诱导AAA的发生和发展。因此我们的研究证实了IKKε在血管紧张素II微量泵持续处理Apoe−/−小鼠诱发的AAA形成中所起的关键作用，其可能成为AAA预防和治疗策略的一个新靶点。