低剪切力诱导的TLR4活化在动脉粥样硬化形成中的作用和机制

低剪切力是引起动脉粥样硬化（AS）的重要原因，可促进血管内皮细胞（VEC）的炎性反应，参与AS形成，但其分子机制并不明确。我们的前期研究提示低剪切力可促进VEC中TLR4的表达，另有研究发现NADPH氧化酶介导了TLR4的表达上调。据此我们推测血流低剪切力通过激活VEC中的NADPH氧化酶而促进TLR4的表达，启动VEC的炎性反应，导致AS的发生。为此，本项目拟进行：（1）探讨TLR4在血流低剪切力诱导的VEC炎性反应中的作用，明确是否低剪切力上调TLR4的表达是这一过程的启动环节；（2）研究低剪切力是否通过激活VEC中NADPH氧化酶而促进TLR4的表达和活性，NADPH氧化酶是血流低剪切力和TLR4上调之间的中介分子；（3）探索通过调节TLR4以抑制VEC炎性反应进而改善AS的可能性。目的是为深入研究AS形成机制提供新思路，为寻找防治AS的新靶点提供理论依据。

动脉粥样硬化是各种心脑血管疾病的重要病理基础。动脉粥样斑块好发于动脉开口、 分叉和弯曲处，这些部位均具有血流低剪切力的动力学特点。研究已证实，血流低剪切力可促进动脉粥样斑块的形成和增长，并导致斑块不稳定性增加。VEC作为血管壁的保护性界面，首当其冲地受到血流低剪切力的影响。低剪切力可诱导血管内皮细胞（VEC）的炎性反应和细胞增殖过程，从而促进动脉粥样硬化的形成。但其具体的分子机制，尤其是其上游启动机制尚未完全阐明。我们的研究发现：血流低剪切力可促进小鼠颈动脉粥样硬化的发生，体外模拟低剪切力装置可诱导培养的VEC中TLR4及其下游炎性因子的表达并促进细胞增殖，提示低剪切力诱导的VEC炎症反应和细胞增殖是参与动脉粥样硬化进程的重要因素。血流低剪切力诱导的颈动脉粥样硬化在TLR4-/-小鼠中明显减轻，同时颈动脉中的炎性因子表达降低；同样，对于TLR4-/-小鼠来源的VEC，低剪切力诱导的炎性反应和细胞增殖也明显低于对照小鼠来源的VEC，提示TLR4是低剪切力诱导VEC发生炎性反应和细胞增殖的关键分子，抑制TLR4可抑制VEC的增殖和炎性反应，从而改善低剪切力诱导的颈动脉粥样硬化。血流低剪切力可促进颈动脉和培养的VEC中NADPH氧化酶的表达以及活性，并促进活性氧簇（ROS）的产生；应用NADPH氧化酶抑制剂则可抑制低剪切力诱导的VEC中的TLR4和炎性因子的表达，并抑制细胞增殖过程，提示NADPH氧化酶介导了血流低剪切力诱导的VEC炎性反应和细胞增殖；血流低剪切力通过上调NADPH氧化酶活性，促进氧化应激反应而激活TLR4介导的炎性信号，最终促进细胞增殖和动脉粥样硬化的发生。本研究从新的角度深入探讨了动脉粥样硬化的形成机制，并阐释了低剪切力诱导的VEC中炎性信号的活化机制，从而为进一步探索有效的动脉粥样硬化干预靶点，寻找新的防治措施提供了重要的实验依据。本项目的研究完全按照研究计划实施，所有的研究内容已全部完成，研究结果符合预期，发表相关论文8篇，其中在国外SCI杂志上发表2篇，总影响因子10.142分，单篇最高影响因子6.05分，圆满实现预期的研究目标。