丹参酮ⅡA通过微管相关肿瘤抑制子1影响血管内皮细胞内质网应激的研究

Endothelial dysfunction plays an important role in the development of atherosclerosis. Changes in the function of mitochondria and endoplasmic reticulum (ER) may actually be highly relevant to endothelial dysfunction. Mitofusin 2 (MFN2), located on both the outer mitochondrial membrane and the ER surface, has been proposed to be a physical tether between the two organelles. Our study found that mitochondrial tumor suppressor gene 1 (MTUS1) physically binds with MFN2. MTUS1 overexpression can prevent ER stress in endothelial cells. Moreover, we found that Tanshinone ⅡA which was proven to inhibit ER stress, can increase the interaction between MTUS1 and MFN2, at the same time inhibit ox-PL induced ER stress. The aim of the current proposal is to confirmed that Tanshinone ⅡA can ameliorate ox-PL induced ER stress through regulation of the interaction between MTUS1 and MFN2 in endothelial cells. We plan to investigate: (1) whether and how Tanshinone ⅡA regulates the expression of MTUS1; (2) whether and how Tanshinone ⅡA regulates the MTUS1/MFN2 interaction; (3) whether MTUS1/MFN2 interaction mediated the protection effect of Tanshinone ⅡA on endothelial cells. This study will probably provide a new target protein of Tanshinone ⅡA.

血管内皮细胞功能损伤贯穿于动脉粥样硬化的发生、发展过程。线粒体和内质网功能紊乱是引起内皮细胞功能失调的重要原因。线粒体融合蛋白MFN2可以表达于线粒体外膜和内质网膜，并桥接二者的结构耦连。本项目前期发现肿瘤抑制基因MTUS1结合MFN2，MTUS1过表达可以抑制内质网应激信号。而且，具有内质网应激抑制功能的丹参酮ⅡA，能够增强MTUS1与MFN2的结合。本项目拟证实：丹参酮ⅡA通过调节MTUS1与MFN2相互作用，影响线粒体和内质网的耦连，改善氧化脂质oxPL诱导的内质网应激。为此，本项目拟研究丹参酮ⅡA对内皮细胞中MTUS1表达的调节及信号通路；分析丹参酮ⅡA对MTUS1和MFN2蛋白复合体的影响；研究该复合物如何影响丹参酮ⅡA抗内质网应激作用。本项目的完成将可能发现新的丹参酮靶分子，并为中药丹参酮治疗冠心病提供新的理论依据。

血管内皮功能损伤贯穿于动脉粥样硬化的发生发展全过程。血管内皮细胞是丹参酮ⅡA 治疗冠心病的重要细胞学基础之一。血管内皮细胞的内质网应激（ERS）是动脉粥样硬化发生的重要原因。对ERS的控制是改善血管内皮细胞功能的一种重要策略。既往研究表明内质网和线粒体相互作用可影响内皮细胞功能。MFN2是保持线粒体形状重要分子，同时存在于线粒体外膜和内质网膜的线粒体面，桥接了线粒体和内质网间的耦连。微管相关肿瘤抑制子 1（MTUS1）是一种肿瘤抑制基因，本课题组前期发现敲低MTUS1促进血管内皮细胞表达炎症分子。本项目的研究进一步证实，敲低MTUS1后血管迁移和新生功能障碍，相应的促迁移信号通路也被抑制。进一步我们发现MTUS1定位于线粒体外膜上，而敲低MTUS1后线粒体的管状网络结构被破坏，呈现核周聚集模式，线粒体的动态运动和融合被抑制，同时细胞内氧自由基含量增多。机制研究上我们发现MTUS1可以通过结合MFN1和MFN2以维持线粒体的形态结构进而影响内皮血管新生过程。而且，丹参酮ⅡA可增加MTUS1与MFN2 蛋白的结合，抑制氧化脂质 ox-LPL 诱导的血管内皮细胞 ERS，发挥其保护血管内皮细胞的作用。动脉粥样硬化小鼠模型证明丹参酮ⅡA可增加血管中MTUS1，改善ERS下游基因的表达。另外，丹参酮ⅡA可通过缺氧诱导因子1α/免疫球蛋白κJ区域信号促进内皮细胞中葡萄糖转运子1的表达，促进内皮细胞对葡萄糖的吸收。本项目研究结果创新性发现MTUS1在调节内皮细胞血管性新生和线粒体形态中发挥重要作用，丹参酮ⅡA可通过MTUS1改善动脉粥样硬化损伤因子ox-LPL诱导的内皮细胞ERS，为中药丹参酮治疗冠心病提供新的理论依据。GLUT-1可能是丹参酮ⅡA促进内皮细胞糖摄取，改善缺血性心脑血管疾病的潜在药物靶点。