主动脉中Siglec-E的糖蛋白配体的表达和活性鉴定及其在动脉粥样硬化中的作用

Siglecs are single-pass membrane proteins containing multiple extracellular immunoglobulin-like domains that mediate glycan binding and short cytoplasmic tails. Siglec-E is expressed on monocytes/macrophages and neutrophils, and negatively regulate the immune cells on which they are expressed. In the aorta, Siglec-E might be involved in the regulation of inflammation in diseases such as atherosclerosis. Atherosclerosis is now considered as an chronic inflammation disorder of the aorta, which involve activated monocytes/macrophages and neutrophils. During an ongoing immune response, the activated inflammatory cells come into contact with the appropriate siglec-E ligands on aorta, resulting in the inflammatory response subsiding. Knowing the molecular characteristics of human siglec ligands and control of their expression in human aorta during inflammation might provide additional insight into this pathway of immune system regulation in health and disease. In this study, we try to explore the molecular characteristics and the roles in modulation of local immune homeostasis of siglec-E ligand on aorta. Then we try to investigate the roles of siglec-E ligand in the formation of atherosclerosis.

Siglec-E主要表达在巨噬细胞和中性粒细胞上，经其糖蛋白配体激活后发挥显著的抗炎作用，但目前对该配体的研究很少。该糖蛋白配体的结构和功能具有组织特异性，申请人既往对呼吸道中该配体进行过深入研究。现通过预实验发现主动脉壁中有该糖蛋白配体的表达，且国际上尚未见任何报道。基于巨噬细胞和中性粒细胞在动脉粥样硬化形成过程中具有重要的作用，以及该配体对以上细胞炎症反应的调控作用，提示该配体可能参与主动脉局部免疫稳态的维持，并可能在动脉粥样硬化形成中具有作用。故本项目拟在阐明主动脉壁中Siglec-E糖蛋白配体表达基本特征的基础上，研究其生理学意义，并在模型动物上探索其在动脉粥样硬化发病过程中的作用。达到从糖生物学领域深入探讨主动脉局部炎症免疫稳态维持机制以及拓展理解炎症反应在动脉粥样硬化形成中作用机制的目的，并为将来进一步探寻通过抑制血管局部炎症反应进行动脉粥样硬化防治的新靶点提供理论和实验支持。

Siglec-E在防止由单核-巨噬细胞/中性粒细胞介导的过度炎症反应，维持机体炎症免疫稳态等方面具有重要的作用，国际上对其配体生物学活性研究已有一定的积累，但对循环系统中该配体表达、生物学活性及表达调控罕见报道。本项目对血管内皮细胞上Siglec-E聚糖配体表达特征和对能影响该配体表达水平的影响因素进行了研究，并在模型动物上对该配体在动脉粥样硬化形成中的作用进行了探索。. 研究结果证实内皮细胞上Siglec-E配体为O-连接唾液酸结合特异性的糖蛋白，其表达水平在高糖、炎症等刺激下显著升高，能提升对共培养巨噬细胞炎症反应的抑制，提示该配体表达水平的改变具有保护性意义，细胞水平上提示Siglec-E配体的表达水平有可能成为防治动脉粥样硬化形成的干预新靶点。. 利用高脂饮食apoE-/-小鼠模型进行研究的实验中发现，在高脂饲料中添加20%半乳糖能够显著增加血管内皮细胞、红细胞等与循环炎症细胞反应相关的细胞上Siglec-E配体的表达，与细胞水平实验结果一致。且与模型组比较，半乳糖组动物主动脉斑块面积减少52.94%，头臂干斑块面积减少31.58%，但对体重、血脂和空腹血糖等经典动脉粥样硬化的危险因素无影响。同时发现，循环中单核细胞和中性粒细胞上Siglec-E的表达量无显著差异，而主动脉壁中炎症因子水平显著减低，提示半乳糖对动脉粥样硬化斑块形成的减缓作用与增高Siglec-E配体表达，导致血管局部炎症反应降低有关。对细胞表面Siglec-E配体表达调控机制的研究结果提示，Siglec-E配体表达上调与细胞内UDP-Gal等糖基化转移酶底物浓度改变，从而增强糖基化过程有关（以上动物水平的研究结果尚未正式发表）。. 本研究证实了Siglec-E聚糖配体的表达变化能通过抑制血管局部及循环炎症反应，延缓动脉粥样硬化的形成，是具有研发潜力的新靶点。