ALDH2-SIRT1轴对内皮衰老及动脉粥样硬化的调控作用

Endothelial senescence-induced endothelial dysfunction plays an important role in the initiation of atherosclerosis (AS). Based on our preliminary results showing that ALDH2 can resist the development of endothelial senescence and AS, the present study sought to investigate the changes of ALDH2 expression and enzymatic activity in the animal models of AS and endothelial cells of senescence. Then by overexpressing or silencing ALDH2 gene, we dectect the inhibitory effects of ALDH2 against endothelial senescence and AS, and the regulatory influence of ALDH2 on SIRT1 expression and activity. We further determine whether the possible mechanisms involved in the protective effects of ALDH2 are associated with variations in NAD+/NADH ratio, modification of SIRT1 of 4-HNE or nucleocytoplasmic shuttling of SIRT1, by the methods of co-immunoprecipitation and LS-MS/MS. Our study aims to clarify the molecular mechanisms involved in the effects of ALDH2 on endothelial senescence, and explore the novel targets for prevention and therapies of AS.

内皮衰老可引起内皮功能障碍，是动脉粥样硬化（AS）形成的关键始动环节。本项目在我们前期工作观察到乙醛脱氢酶2（ALDH2）可抵抗内皮衰老和AS发生的基础上，拟在AS小鼠模型及衰老内皮细胞上，观察内源性ALDH2的表达及活性变化；以细胞衰老表型转变和内皮功能指标的变化为主要指标，观察调控ALDH2活性对内皮衰老及AS发生的影响；利用基因过表达、RNA干扰等分子和细胞生物学技术，观察ALDH2对抗衰老因子SIRT1蛋白表达及活性的影响，以论证ALDH2是机体重要的内源性抗衰老防御因子的假说；通过免疫共沉淀和高效液相色谱和串联质谱等技术，探讨ALDH2对SIRT1作用的深层分子机制是否与NAD+/NADH比值、4-HNE化学修饰、SIRT1核浆穿梭等因素相关，以期探寻AS发病的新机制和防治的新策略。

内皮衰老可引起内皮功能障碍，是动脉粥样硬化（AS）形成的关键始动环节。在本研究中主要在AS小鼠模型及衰老内皮细胞上，观察内源性ALDH2的表达及活性变化；以细胞衰老表型转变和内皮功能指标的变化为主要指标，观察调控ALDH2活性对内皮衰老及AS发生的影响；利用基因过表达、RNA干扰等分子和细胞生物学技术，观察调控ALDH2活性对抗衰老因子SIRT1蛋白表达及活性的影响；通过免疫共沉淀技术，探讨ALDH2对SIRT1作用的深层分子机制。. 研究结果表明：. （1）利用乙醇增强ALDH2活性后，可延缓内皮细胞复制性衰老及改善内皮功能。. ① 乙醇增强ALDH2活性，可抑制内皮细胞复制性衰老及增强eNOS表达和活性；. ② 激活ALDH2可通过抑制SIRT1核浆穿梭、抑制p53乙酰化修饰发挥抗内皮细胞衰老作用；. ③ 激活ALDH2可通过抑制4-HNE积聚，进而阻断4-HNE与SIRT1结合，发挥抑制SIRT1核浆穿梭的作用；. ④ 激活ALDH2减少SASP中炎症因子的释放，抑制炎症反应。. （2）利用乙醇刺激建立激活ALDH2的小鼠模型. 采用不同乙醇剂量（0.03、0.3、3 g/kg）干预高脂喂养的apoE-/-小鼠，根据对各组斑块发展、内皮衰老的各项指标和上述实验中确定的蛋白分子进行检测和统计，结果发现，0.3g/kg乙醇可增强血管ALDH2表达及活性，并抑制内皮衰老表型、拮抗AS的发生。. （3）激活ALDH2在抗AS发生发展中的作用. 在上述工作基础上，建立ApoE-/-小鼠AS形成模型，并采用乙醇和/或ALDH2干扰病毒调控ALDH2活性，检测对斑块发展、内皮衰老指标的影响，结果表明，ALDH2激活后可延缓内皮衰老、抗AS发生，其机制与抑制SIRT1依赖的p53乙酰化修饰有关。进一步在体内实验中验证ALDH2是乙醇延缓内皮衰老、抗AS发生发展机制中的重要靶蛋白。. 该课题结果证实ALDH2是机体重要的内源性抗衰老防御因子，并通过抑制SIRT1核浆穿梭，进而增加p53脱乙酰化发挥抗内皮衰老的保护作用，为动脉粥样硬化防治策略提供新的靶点，具有重要临床意义。