Ca2+-Calcineurin-NFAT4信号抑制巨噬细胞泡沫化和动脉粥样硬化形成及机制研究

Our previous study found that Orai1-mediated Ca2+ influx promoted atherosclerosis via activation of Calcineurin-ASK1 signaling pathway but not Calcineurin-NFAT pathway (ATVB, 2016). However, the functional role of Calcineurin-NFAT pathway in atherosclerosis remains unknown. Our primary data showed that NFAT4 is the dominat isoform expressed in macrophages. Upregulation of NFAT4 inhibited scavenger receptor expressions and foam cell formation, indicating Calcineurin-NFAT pathway plays a critical role in the development of atherosclerosis. Thus, we suppose that activation of Calcineurin-NFAT4 signaling pathway reduces scavenger receptor expressions and subsequently prevents foam cell formation, leading to inhibit atherosclerosis. The present study aims to investigate the effects of NFAT4 activation on atherosclerosis and how NFAT4 regulates scavenger receptor expressions and foam cell formation. This work will unveil the underlying mechanisms by which immunosuppressive drugs such as cyclosporine A promote atherosclerosis, and provide convinced evidences that NFAT4 may be a novel therapeutic target for the treatment of atherosclerosis.

我们前期研究(ATVB,2016)发现Orai1通道介导的Ca2+内流通过激活Calcineurin-ASK1而非经典的NFAT通路促进动脉粥样硬化发生，但Calcineurin-NFAT通路激活在动脉粥样硬化中的作用尚不清楚。预实验结果显示，巨噬细胞中主要表达NFAT4亚型。上调NFAT4可抑制清道夫受体表达和巨噬细胞泡沫化。由此，我们提出Calcineurin-NFAT4信号是抑制动脉粥样硬化形成的关键因素，即：激活NFAT4信号通过下调清道夫受体表达，减轻巨噬细胞泡沫化，进而抑制动脉粥样硬化形成。本研究拟在上述工作基础上，首先明确NFAT4激活对动脉粥样硬化形成的影响，并进而阐明NFAT4调控清道夫受体表达及巨噬细胞泡沫化的关键分子机制。本项目将揭示环孢霉素A等免疫抑制剂促进动脉粥样硬化形成的分子机理，同时为从NFAT4的角度寻找防治动脉粥样硬化新靶点提供科学依据。

动脉粥样硬化是一种慢性进行性炎症性疾病，涉及脂质代谢因子与血管细胞成分的协同相互作用。巨噬细胞衍生泡沫细胞的形成是动脉粥样硬化的标志。本研究项目旨在探讨巨噬细胞NFATc3在动脉粥样硬化中的功能意义。结果表明，NFATc3在动脉粥样硬化患者的外周血单核细胞和斑块中的表达降低。巨噬细胞特异性敲除NFATc3可增强动脉粥样硬化病变的形成，而巨噬细胞NFATc3通过miR-204轴下调清道夫受体SR-A和CD36来防止动脉粥样硬化。成熟的miR-204-5p通过规范调节抑制SR-A表达。出乎意料的是，miR-204-3p定位于细胞核并抑制CD36转录。miR-204的恢复消除了在巨噬细胞特异性NFATc3敲除小鼠中观察到的促动脉粥样硬化表型，并且miR-204功能的阻断逆转了NFATc3在巨噬细胞中的有益作用。该研究首次提供了巨噬细胞NFATc3是动脉粥样硬化重要抑制分子的直接证据，表明NFATc3/miR-204轴是治疗动脉粥样硬化的新靶点。此外，目前临床上常用的免疫抑制剂环孢素A和他克莫司通过特异性抑制Calcineurin-NFAT通路活化，从而抑制器官移植后的免疫排斥反应。但免疫抑制剂长期应用后发生动脉粥样硬化不良反应阻碍了该类药物的临床应用，该研究结果表明，抑制Calcineurin-NFAT信号可能是该类免疫抑制剂致动脉粥样硬化作用的分子基础。