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动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种由血管内皮细胞损伤引发的动脉慢性炎症性疾病,其临床表现为血管壁慢性炎症反应,在主动脉、颈动脉或者冠状动脉血管内膜形成粥样斑块,是缺血性心脏病、缺血性中风和外周动脉等心脑血管疾病的病理基础。目前临床以降脂、抗炎和抗氧化等药物延缓疾病的发展,并结合支架和搭桥等介入治疗手段,给病人造成较大的经济压力,其发病机制尚未完全阐明。因此,探讨AS的发病机制对治疗心血管疾病具有重要意义。研究表明,内皮细胞受损、单核细胞浸润、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)表型转换和泡沫细胞的形成导致了AS斑块的形成,其中,VSMCs表型转换在其中发挥了重要作用。在正常情况下,转录激活因子Myocardin与血清反应因子(serum response factor,SRF)结合调控VSMCs收缩相关基因的表达来维持其收缩表型,然而,在内皮细胞受损后的多种因素刺激下VSMCs收缩基因表达降低,其由收缩表型转换为合成表型是AS发展的重要细胞事件。本实验室前期的研究发现,血清应答因子结合蛋白1(serum response factor binding protein 1,SRFBP1)是Myocardin的辅因子,其协同Myocardin激活了体外培养的VSMCs收缩型标志基因的转录,从而抑制VSMCs的增殖,维持收缩表型。本研究基于前期的实验基础,利用loss-of-function策略探究该基因在体内VSMCs中的功能。然而,在构建Srfbp1敲除小鼠过程中出现胚胎致死现象:我们通过小鼠胚胎基因型鉴定,发现在E9.5前小鼠基因型中野生:杂合:纯合比例为1:2:1,但是在E10.5纯合子比例下降至0,同时解剖E7.5-E9.5小鼠胚胎,E7.5和E8.5显示正常,但在E9.5胚胎部分胚体出现萎缩。为了确定SRFBP1在胚胎发育过程中发挥功能的时间,取E6.5-E14.5小鼠胚胎检测其表达水平的变化,结果显示SRFBP1从E7.5开始表达并持续至E14.5。对E9.5胚胎进行半薄切片与甲苯胺蓝染色,结果显示致死胚胎细胞发生固缩,心脏形成部位异常,推测Srfbp1-/-小鼠胚胎致死可能是因为心脏发生异常所致。为了研究SRFBP1在体内VSMCs中的功能,我们分析发现SRFBP1蛋白在敲除杂合子(Srfbp1 heterozygous,Srfbp1+/-)小鼠主动脉表达降低了约60%,基于此,本课题将Srfbp1+/-与AS经典模型Apolipoprotein E缺失(Apolipoprotein E dificient,Apoe-/-)小鼠杂交分析SRFBP1对AS发生的影响。Srfbp1+/-小鼠与Apoe-/-小鼠杂交获得Srfbp1+/-/Apoe-/-小鼠,通过繁殖分别得到同窝Srfbp1+/-/Apoe-/-和Srfbp1+/+/Apoe-/-小鼠进行后续实验,小鼠正常饮食至1月龄后饲喂高脂高胆固醇饮食5个月,分析血脂水平、Srfbp1及VSMCs收缩相关基因(Sm22α和α-Actin)在不同小鼠动脉组织中的表达。结果显示:SRFBP1低表达不影响血脂水平的变化,主动脉Srfbp1及VSMCs收缩相关基因Sm22α和α-Actin的m RNA和蛋白水平随年龄的增长而降低,说明SRFBP1参与AS发展,且不依赖于血脂水平的变化;全长主动脉及心脏主动脉根部冰冻切片油红O染色分析AS病变面积,结果显示:Srfbp1+/-/Apoe-/-小鼠全长主动脉中AS斑块面积明显增加,其中高脂高胆固醇喂养2个月和5个月斑块面积分别增加了约47.46%和71.67%,主动脉根部切片分析结果与其相似,说明SRFBP1低表达促进AS的发展;同时Srfbp1+/-/Apoe-/-小鼠斑块内其坏死核心增加了约44.7%,说明SRFBP1通过减少斑块坏死核心的面积抑制AS的发展;利用单核巨噬细胞标志蛋白F4/80和VSMCs标志蛋白α-SMA进行粥样斑块内免疫荧光显示,结果表明:Srfbp1+/-/Apoe-/-小鼠主动脉根部病变斑块中α-SMA的阳性区占比升高了约22.47%,F4/80阳性区占比降低了约31.85%,说明在SRFBP1低表达后,动脉斑块内部VSMCs占比升高,提示SRFBP1对AS的抑制主要依赖于其对VSMCs的作用。由于AS发生时SRFBP1表达下调,我们进一步采用血管平滑肌特异性表达元件的腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)过表达SRFBP1载体,分别将AAV9-Srfbp1病毒、AAV9-CON对照病毒或PBS一次性尾静脉注射Apoe-/-小鼠,继续探究SRFBP1体内维持VSMCs收缩表型的功能,结果显示:相比AAV9-CON和PBS组,AAV9-Srfbp1组小鼠主动脉VSMCs收缩相关基因明显升高,主动脉病变面积与斑块脂质沉积分别降低了约42.9%和57.2%,且不依赖于血脂水平的变化,进一步验证了SRFBP1通过调控VSMCs收缩蛋白的表达抑制AS的发生。综上所述,SRFBP1可能在胚胎时期心脏的发育中发挥关键作用,其在动脉组织中通过参与调控VSMCs收缩基因的表达参与了AS的发生过程,为AS发病机制研究提供了理论依据,并为AS的AAV基因治疗提供了一定的数据支持。