Sirt1功能障碍在巨噬细胞自噬缺陷及动脉粥样硬化发展中的作用及机制研究

In recent years, the anti-atherosclerosis (AS) effect of autophagy earns more and more attentions. However, in our previous work we demonstrated for the first time that both autophagosome formation and autophagosome-lysosome fusion in macrophage became defective in advanced AS. Finding out the reason of macrophage autophagy deficiency and restore the functional autophagy could be a key point in reversing AS. In our preliminary studies, we found that as atherosclerosis progression: 1) expression of Sirt1, a key autophagy pathway regulator, significantly decreased and showed a similar tendency as autophagy dysfunction; 2) expression of miR-155 increased progressively and microRNA target prediction demonstrated that Sirt1 mRNA 3 'UTR region exists miR-155 binding site. Therefore, we hypothesized that there is a close relation between miR-155 overexpression, Sirt1 dysfunction and macrophage autophagy dysfunction. In the present study, we will use ox-LDL treated THP-1 macrophage and high cholesterol fed ApoE/miR-155 double knockout mice to explore the role and mechanism of miR-155 overexpression and Sirt1 dysfunction in the development of autophagy deficiency and AS progress. We hope to find out new prevention and treatment targets from the perspective of the etiology of AS.

近年来自噬抗动脉粥样硬化（AS）的作用越来越受到重视。而在前期研究中，我们首次证实了随着AS进展斑块巨噬细胞内自噬体形成及自噬体与溶酶体融合均出现严重缺陷。找出自噬缺陷的原因并恢复其功能可能成为逆转AS的关键突破点。预实验中我们发现随着AS进展巨噬细胞内：1、自噬通路关键正性调控因子Sirt1表达显著减低，且与自噬流受抑制程度呈现相似的趋势；2、miR-155表达进行性升高（靶基因预测显示Sirt1 mRNA存在miR-155结合位点）。因此，我们推测miR-155过表达、Sirt1功能障碍及巨噬细胞自噬缺陷之间很可能存在密切关联。本研究将使用ox-LDL刺激的THP-1来源巨噬细胞及高脂饲喂的ApoE/miR-155双敲除小鼠，同时在细胞及动物水平探索并阐明miR-155过表达及Sirt1功能障碍在巨噬细胞自噬缺陷及AS发病中的作用及机制，旨在从病因学角度为AS防治提供新的思路和靶点。

近年来随着动脉粥样硬化研究的深入，Sirt1蛋白在斑块巨噬细胞自噬调节中的作用开始受到人们的重视。但在动脉粥样硬化发病进程中Sirt1蛋白功能如何变化，是否与巨噬细胞自噬流缺陷相关，以及其调控自噬流的具体分子机制是什么，这一系列的问题目前均没有明确的答案。. 本研究中我们首次阐明了Sirt1蛋白功能障碍与自噬缺陷及动脉粥样硬化进展之间的关系。Sirt1通过去乙酰化核转录因子FoxO1，上调多种自噬通路关键蛋白表达，激活自噬流并发挥抗动脉粥样硬化作用。而随着动脉粥样硬化进展，巨噬细胞内miR-155过表达导致Sirt1蛋白功能障碍，进而影响核转录因子FoxO1功能，导致自噬通路关键蛋白（LC 3I/II及rab 7等）表达减低，自噬通路上下游（自噬体形成及自噬体与溶酶体融合）均受损，加速巨噬细胞凋亡及动脉粥样硬化进展。. 此外，我们通过动物实验对细胞实验的结果进行了在体验证。与对照组相比，注射miR-155拮抗剂后实验组新西兰大白兔颈动脉内膜斑块巨噬细胞内Sirt1及LC 3I/II蛋白表达量升高，FoxO1蛋白乙酰化水平明显减低；斑块巨噬细胞内自噬体及自噬溶酶体数量均显著增加，巨噬细胞凋亡明显减少，且斑块面积明显小于对照组动物。. 本研究的结果为动脉粥样硬化性疾病提供了新的潜在药物治疗靶点，尤其是动物实验结果显示了miR-155拮抗剂局部注射具有抗动脉粥样硬化作用，提示miR-155拮抗剂可能成为潜在的药物涂层支架及球囊的涂药新选择。