Humanin对血管内皮细胞氧化低密度脂蛋白的降解调控及分子机制研究

Abnormal accumulation of oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL) in the vascular endothelial cell (VEC) is a critical initiating stage in the development of atherosclerosis (AS), which is related to the degradation disorders of ox-LDL in VECs. Autophagy is an important pathway for abnormal materials degradation in cells. In our previous study, it has been found that impaired autophagic flux occurred in VEC in the presence of ox-LDL; while rapamycin, an autophagy activator, could promote lipid degradation and protect VEC as well as delay the progression of AS by enhancing ox-LDL-induced impaired autophagic flux. However, the serious adverse effects with rapamycin limit its clinic treatment. Humanin (HN), a newly discovered endogenous small polypeptide, could protect VEC and delay plaque progression, which is expected to become a novel anti-AS drug. Our previous study found that ox-LDL could lead to autophagy dysfunction in VEC, while HN could enhance ox-LDL-induced impaired autophagic flux and reduce intracellular lipid content. Through the methods of live cell imaging, cell transfection and gene knockdown et al., we will systematically explore the regulation and mechanisms of HN promoting ox-LDL autophagic degradation in VECs and preventing AS progression. This study is important for a better understand of the protective role of HN in the development of AS.

氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）在血管内皮细胞（VEC）的异常聚集是动脉粥样硬化（AS）进程中关键起始环节，这与其胞内降解障碍有关。自噬是机体降解细胞内异常物质的主要途径，我们发现暴露于ox-LDL的VEC存在自噬流障碍，自噬激活剂雷帕霉素可以通过修复自噬流促进细胞内脂质降解保护VEC、延缓AS进程，然较大的副作用限制了其在临床应用。新近研究发现内源性小分子多肽Humanin（HN）在AS中具有保护VEC、延缓斑块进展的作用，有望成为新型抗AS药物。我们前期研究显示HN可减少ox-LDL在VEC的聚集，对ox-LDL引起的自噬流障碍有修复作用。本课题将运用活细胞工作站、细胞转染和基因敲减等方法从分子、细胞和动物水平系统性研究HN对ox-LDL在VEC的自噬性降解调控和延缓AS进展的作用及可能分子机制。研究有助于明确HN的血管保护作用，对新药研发具有重要意义。

血管内皮细胞中的氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）的异常聚集是动脉粥样硬化病变的主要病理变化之一，这与其胞内降解障碍有关。自噬是机体降解细胞内异常物质的主要途径，我们前期研究发现暴露于ox-LDL的血管内皮细胞（VEC）存在自噬流障碍。近期研究发现内源性小分子多肽Humanin（HN）在动脉粥样硬化中具有保护VEC和延缓斑块进展的作用。外源性给予HNG可以缓解ox-LDL在VEC中的聚集，同时上调自噬。基于上述研究背景，我们进行了一系列研究探索，旨在探讨 ox-LDL作用下HNG对VEC的保护作用是否与其调控自噬流有关。我们的研究发现内源性HN在VEC中表达，在ox-LDL的作用下，呈浓度和时间依赖性增加。动物实验显示给予外源性HNG后，高脂饮食的ApoE-/-小鼠动脉斑块面积明显减少。细胞实验显示外源性给予HNG后，其呈剂量依赖性降低ox-LDL作用下脂质在细胞的异常聚集，同时伴有细胞内自噬流增加，但是抑制自噬后HNG降低脂质聚集作用消失，表明HNG通过上调自噬流促进脂质的降解。我们的研究还发现ox-LDL作用下的自噬流异常与溶酶体功能障碍有关，HNG呈剂量依赖性改善溶酶体功能；而当HN的膜受体FPRL1被抑制后，HNG降低脂质聚集及改善自噬流及溶酶体功能的作用消失，表明HNG通过FPRL1膜受体通路调控溶酶体功能。此外，我们也发现HNG通过调控LOX-1表达降低脂质异常聚集和细胞凋亡。HNG可以抑制ERK磷酸化；ERK磷酸化被抑制后，LOX-1表达及细胞内脂质聚集减少，提示 HNG可能通过ERK通路调控LOX-1表达及降低脂质异常聚集，表明HNG通过抑制脂质摄取减少胞内脂质异常聚集。我们的研究从脂质自噬性降解和脂质摄取两方面表明了在动脉粥样硬化形成中，HNG通过多个途径发挥减少脂质蓄积和内皮细胞的保护作用，为动脉粥样硬化早期防治提供科学的理论依据和治疗新策略。在本项目执行过程中培养了3名硕士研究生，在lipids等杂志上发表SCI论文2篇。