生物钟基因clock在动脉粥样硬化斑块形成和破裂中的作用与机制研究

生物钟基因在心血管疾病中的作用近年受到关注，研究表明生物钟基因clock的改变可引起脂质代谢紊乱并促进炎症反应；本课题组发现脂质代谢、凋亡、凝血和血管收缩等动脉粥样硬化相关基因的表达呈现出生物钟节律，且表达高峰处于急性心血管事件高发时段。我们认为clock基因可通过调节脂代谢、炎症等基因促进斑块形成；调节凋亡、凝血和血管收缩等基因促进斑块破裂。本课题拟建立高表达及低表达clock的apoE-/-小鼠模型，体内研究clock对apoE-/-小鼠斑块形成和破裂的影响；建立节律性表达生物钟基因的心肌细胞模型，采用EMSA、ChIP、报告基因载体、基因转染和RNA干扰等方法，体外研究clock对动脉硬化相关基因的调节作用和机制。从而明确哪些动脉粥样硬化相关基因是生物钟调节基因，clock通过调节哪些基因来影响斑块的形成和破裂，研究结果将为动脉粥样硬化和急性心血管事件的防治提供理论依据和治疗靶点。

生物钟基因在心血管疾病中的作用近年受到关注，研究表明生物钟基因clock的改变可引起脂质代谢紊乱并促进炎症反应；本课题组发现脂质代谢、凋亡、凝血和血管收缩等动脉粥样硬化相关基因的表达呈现出生物钟节律，且表达高峰处于急性心血管事件高发时段。我们通过ChIP首次证实昼夜节律生物钟核心蛋白CLOCK作为转录因子，可与动脉粥样硬化相关基因LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1含有E-box或E-box-like元件的启动子序列结合。采用clock-siRNA干扰技术下调C57BL/6J小鼠肝细胞内clock基因表达水平，或在CLOCK mutant小鼠肝细胞内均可检测到LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1的mRNA水平表达明显下降。我们的研究提示LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1基因可能是钟控基因；生物钟clock基因可能通过调节细胞粘附功能而影响动脉粥样硬化的发生发展。另外，我们还发现生物钟clock基因还可能通过调节脂质代谢而参与动脉粥样硬化的发生发展。经过六周的光照刺激（12L/12D 2w,12D/12L 2w,12L/12D 2w），给予西方类型膳的apoE-/-小鼠主动脉弓处可见明显的粥样易损斑块，且钟基因mClock、mBmal1、mPer2、mCry1、mRev-erbα和脂质代谢相关基因在apo E-/-小鼠与C57BL/6J组小鼠之间节律的振幅以及相位明显不同；clock影响前脂肪细胞向成熟脂肪细胞的分化，降低前脂肪细胞3T3-L1中clock的表达，其甘油三酯生成增加，3T3-L1细胞分化核心转录因子PPARγ（peroxisome proliferator-activated receptor γ）、C/EBPα（CCAAT/enhancer binding protein α）和脂质代谢相关基因FAS（fatty acid synthase）的mRNA表达较正常组增加。因此本课题明确了哪些动脉粥样硬化相关基因是生物钟调控基因，clock通过哪些方面来影响动脉粥样硬化的发生发展。课题的完成为动脉粥样硬化的研究提供新的实验基础，为动脉粥样硬化的防治提供了理论依据和治疗靶点。