牙龈卟啉菌脂多糖诱导血管内皮细胞自噬的分子机制研究

细胞自噬是真核细胞内保守的溶酶体依赖的代谢机制，在病原菌感染时既能加强宿主防御也能促进病原菌繁殖和感染迁延。侵入血管内皮细胞的牙龈卟啉菌能够利用自噬逃避宿主清除并传播感染，其脂多糖可能发挥了重要作用。我们的前期研究显示牙龈卟啉菌和大肠杆菌的脂多糖在炎性损伤人主动脉内皮细胞时的生物学特性和分子机制相似，都依赖天然免疫反应介导。有报道称大肠杆菌脂多糖能借助天然免疫反应激活自噬，而牙龈卟啉菌脂多糖在血管内皮细胞自噬中是否有相似的作用和分子机制，目前尚未有报道。本研究拟在前期工作的基础上引入自噬概念，运用透射电镜、激光共聚焦、免疫印迹、免疫荧光等方法，研究牙龈卟啉菌脂多糖对人主动脉内皮细胞自噬的诱导作用和对牙龈卟啉菌感染人主动脉内皮细胞的影响，探索自噬在这种损伤过程中的分子机制，对阐明牙龈卟啉菌逃脱宿主防御机制和传播感染的机理有重要意义，同时也为牙龈卟啉菌感染与动脉粥样硬化之间关系的研究开辟新思路

自噬是真核细胞内保守的溶酶体依赖的代谢机制，在病原菌感染时既能加强宿主防御也能促进病原菌繁殖和感染迁延。最近有研究指出，牙周致病菌牙龈卟啉单胞菌（Pg）能够诱导细胞自噬，其机制不明，Pg毒力因子脂多糖（LPS）可能与之相关。包括我们的研究在内，大量的研究证实Pg感染能够促进动脉粥样硬化的发生发展，而Pg LPS发挥了重要作用。那么，Pg能否诱导人主动脉内皮细胞（HAECs）发生自噬？Pg LPS是否与之有关？其可能的机制是什么？动脉粥样硬化发生发展是否与之相关？以此为主要研究方向，本项目选择原代培养HAECs和Pg标准菌株ATCC 33277作为主要实验对象。研究结果显示，感染复数为100:1的Pg与HAECs共培养90分钟，透射电镜可见HAECs胞浆内自噬体形成；免疫荧光染色和激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）观察结果显示自噬体标志蛋白LC3的分布由散点状变为团块状，自噬抑制剂能够阻断这种变化，证实Pg能够诱导HAECs发生自噬。接下来，我们以E.coli LPS为对照研究Pg LPS对HAECs自噬的诱导作用，LSCM结果显示，两种LPS均能够诱导HAECs自噬。该结果提示Pg LPS与Pg诱导的细胞自噬相关。不过，我们的研究也发现，只有较高浓度的Pg LPS才能诱导HAECs发生免疫荧光染色可检出的自噬，提示Pg LPS可能并非Pg诱导HAECs自噬的关键机制。在信号通路方面，Western blot结果显示Pg LPS可以上调HAECs胞内磷酸化p38 MAPK和JNK/SAPK的表达，激活p38 MAPK和JNK/SAPK通路。但是通路阻断研究发现，只有p38 MAPK与Pg LPS诱导HAECs表达血管细胞粘附分子1（VCAM-1）有关。这些结果提示Pg及其LPS可能通过诱导细胞自噬和上调VCAM-1表达等多种途径损伤血管内皮细胞，从而促进动脉粥样硬化的发生发展。通过本项目的实施，我们发现了Pg及其LPS对HAECs自噬的诱导能力，初步探讨了LPS在Pg诱导细胞自噬过程中的可能作用和机制，初步揭示了Pg LPS诱导VCAM-1表达损伤血管内皮细胞的信号通路和分子机制，对今后进一步阐明Pg感染损伤血管内皮细胞的机理有重要意义，同时也为Pg感染与动脉粥样硬化之间关系的研究开辟了新思路。