mTOR作为关键靶点介导动脉粥样斑块巨噬细胞极化与自噬信号交互作用机制的研究

Macrophages play a key role in the whole process of development of atherosclerosis (AS), further discussion of the role and mechanism of macrophages in the different stages of development in AS, is vital for regulating natural immune-mediated inflammatory response and improving AS plaque stability. There is necessary correlation between the process of autophagy and polarization, but the way of the interacting has not been reported yet. The study shows that mTOR as autophagy signaling pathway protein has involved in the regulation of polarizating signal of macrophage, which suggests that it may be the key target of mediating the crosstalk between autophagy and polarization signal pathway. The project intends to take atherosclerosis ApoE-/- gene knockout mouse model and LC3-GFP gene-transfected macrophages as the research objects, starting with pathway of polarization and autophagy of macrophage. By using techniques as RT-PCR and flow cytometry, immunofluorescence, western blot, to identify dynamic regulation of mTOR can optimally balance the activation levels of M1 and M2 macrophages at the different stages of AS, moderately induce cell autophagy, and improve the stability of AS plaque, which is going to reveal the mechanism of crosstalk between polarization and autophagy of macrophages at different stages of AS plaque.

巨噬细胞在动脉粥样硬化（AS）起始、发展的全过程扮演着中心角色，深入探讨其在AS发展不同阶段的作用及机制，对于调节天然免疫介导的炎症反应、提高AS斑块的稳定性至关重要。巨噬细胞的自噬与极化的过程存在着必然联系，但是两者究竟通过何种方式进行交互作用，目前尚未见报道。研究表明，mTOR作为自噬信号通路的主要蛋白同时参与了巨噬细胞极化信号的调控，提示其可能是介导自噬与极化信号交互对话的关键靶点。本项目拟分别以ApoE-/-基因敲除小鼠动脉粥样硬化模型及LC3-GFP基因转染的巨噬细胞为研究对象，从巨噬细胞极化及自噬途径入手，运用RT-PCR、流式细胞术、免疫荧光、免疫印迹等技术，明确通过mTOR这一关键靶点的动态调控，可有效平衡AS不同阶段M1与M2型巨噬细胞的活化水平，适度诱导细胞的自噬，提高AS斑块的稳定性，从而揭示动脉粥样硬化进展不同阶段斑块组织中巨噬细胞极化与自噬信号的交互作用机制。

巨噬细胞在动脉粥样硬化（AS）起始、发展的全过程扮演着中心角色，深入探讨其在AS发展不同阶段的作用及机制，对于调节天然免疫介导的炎症反应、提高AS斑块的稳定性至关重要。巨噬细胞的自噬与极化的过程存在着必然联系，但是两者究竟通过何种方式进行交互作用，目前尚未见报道。本项目分别以ApoE-/-基因敲除小鼠动脉粥样硬化模型、LC3-GFP基因转染的巨噬细胞以及临床下肢动脉硬化闭塞症患者股动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞为研究对象，从巨噬细胞极化与自噬之间交互对话的角度入手，运用RT-PCR、流式细胞术、免疫荧光、免疫印迹、转录组学等技术，探讨巨噬细胞极化与自噬的交互作用机制。我们的研究结果表明，动脉粥样硬化模型小鼠主动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞炎症相关因子的表达上调，早期斑块抗炎因子的表达高于晚期斑块，而晚期斑块巨噬细胞表达更高的促炎因子水平。通过上调p-STAT1/NF-κB信号通路可诱导巨噬细胞向M1型极化，而激活p-STAT6磷酸化可诱导巨噬细胞向M2型极化的过渡，从而降低炎症反应，提高动脉粥样硬化斑块的稳定性。此外，结果显示M2型巨噬细胞较M1型细胞表达更高的自噬水平，抑制mTOR可导致M2型巨噬细胞的极化。同时我们从细胞和分子水平揭示了通过调控KLF4/ MCPIP表达可干预mTOR参与的自噬信号通路，有效平衡斑块内M1与M2型巨噬细胞的活化水平，促进动脉粥样硬化斑块稳定性的内在机制，提示可以将KLF4/ MCPIP/ mTOR作为靶点，开展动脉粥样硬化的临床治疗。同时，我们通过比对动脉粥样硬化模型小鼠与正常小鼠血管转录组学的差异，筛选出有意义的差异基因，并对其调控网络进行了全面的分析，有望以此筛选出动脉粥样硬化的治疗新药。此外，我们从巨噬细胞表型及自噬调控入手，对中药化瘀袪痰方防治动脉粥样硬化“痰浊血瘀”症的作用靶点进行了筛选，寻找到有效的作用部位及中药成份，从而为临床中西医结合防治心血管疾病开辟了崭新的思路。