利用OCT技术研究脂肪外泌体在血管正性重构与动脉粥样硬化斑块进展中的作用及机制

Obesity has been demonstrated to be an independent risk factor for arteriosclerotic cardiovascular disease. Recently, adipose tissue has been demonstrated to be a major source of miRNAs in circulating exosomes. Exosomes are closely related to the pathogenesis of many major diseases. However, the mechanisms for the action of adipose tissue derived exosomes on atherosclerosis and whether miRNA will participate in this process remain unknown. Our previous studies have found that visceral adipose tissue (VAT) derived exosomes promoted the macrophage-derived foam cell formation and shifted macrophage polarization toward M1 phenotype, which could promote the progression of atherosclerotic plaques. According to our previous sequencing results and clinical sample analysis, we speculate that miR-203 of VAT-derived exosomes may play a key role in mediating macrophages polarization and promoting atherosclerosis. Our project will use genetic modification technologies and advanced imaging modalities such as optical coherence tomography (OCT) to further investigate and clarify the role of VAT-derived exosomes on atherosclerosis and vascular remodeling, from the level of cell to the general. We will focus on analyzing the potential mechanisms for the decreased expression of miR-203 in VAT-derived exosomes and its role on macrophages, which may provide a better understanding of molecular mechanisms on atherogenesis and novel targets for therapeutic intervention of arteriosclerotic cardiovascular disease.

肥胖是动脉粥样硬化性心血管疾病的独立危险因素。最近脂肪被证实是循环外泌体中miRNAs的主要来源。外泌体(exosome,Exo)与许多重大疾病发病机制关系密切，但脂肪来源Exo能否调节动脉粥样硬化进程？miRNA是否起重要调控作用？具体机制是什么？目前尚不清楚。我们前期研究发现肥胖状态下内脏脂肪组织(VAT)来源Exo显著促进巨噬细胞泡沫化并诱导其向M1型极化，从而促进动脉粥样硬化进展。根据前期测序结果结合临床样本分析，我们推测VAT来源Exo中miR-203对巨噬细胞及动脉粥样硬化具有重要调控作用。本项目拟应用OCT等先进影像模式及多种基因修饰小鼠模型，从细胞到整体水平明确VAT来源Exo中miR-203对动脉粥样硬化及血管正性重构的作用，阐明VAT来源Exo中miR-203下游调控机制，并揭示VAT来源Exo中miR-203含量降低的机制，为动脉粥样硬化性心血管疾病的防治提供新靶点。

肥胖被认为是动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的重要危险因素。脂肪组织（adipose tissue，AT）过度沉积的个体冠状动脉斑块易损性增加，其斑块病理进程加速并且心血管事件高发。AT的内分泌功能为探索AS与肥胖之间的联系及机制提供了重要线索。在目前的治疗策略下，晚期动脉粥样硬化斑块的治疗效果不如早期斑块，提示晚期斑块可能需要更强化的治疗或者新型抗动脉粥样硬化治疗策略。我们评估AT相关外泌体在巨噬细胞来源的泡沫细胞形成与极化，以及AS进展中的效应。分别提取野生型及高脂饮食喂养的肥胖型小鼠的皮下脂肪组织和内脏脂肪组织（visceral AT, VAT）外植体，不同组织来源的上清液共分离出4种外泌体类型，均可有效地被RAW264.7巨噬细胞摄取。经来源于上述两种小鼠VAT的外泌体处理后，通过减少ATP结合盒转运体ABCA1和ABCG1调控的胆固醇外流，极大地促进了泡沫细胞形成，且可观察到肝X受体-α表达减少。其余外泌体处理组则无上述效应。另外，仅有肥胖型小鼠VAT来源的外泌体可显著诱导RAW264.7巨噬细胞向M1表型转化及肿瘤坏死因子-α、白介素-6等促炎细胞因子分泌，且伴有NF-κB-p65磷酸化的增加，而其表达量无明显变化。此外，经CD16/32、诱导型一氧化氮合酶等M1型巨噬细胞标记物以及油红O/苏丹IV染色所显示阳性面积可见，全身静脉注射肥胖型小鼠VAT来源的外泌体后，伴有高脂血症的载脂蛋白ApoE缺陷小鼠的AS显著恶化，但不影响其血脂谱及体重。本研究表明不同区域及应激条件下脂肪组织所释放的外泌体，均具有显著的促动脉粥样硬化性效应。其中，肥胖个体中VAT来源的外泌体，可经由减少ABCA1和ABCG1所介导的胆固醇外流促进巨噬细胞来源的泡沫细胞形成，以及通过增加NF-κB活性诱导M1型巨噬细胞极化，加速体内AS病程。在动脉粥样硬化进展过程中，MEG3表达量逐渐降低；MEG3可能参与VSMCs的表型转换，并在一定程度上通过“海绵化”miR-212-5p抑制VSMCs的增殖功能；体内过表达MEG3可减小并稳定斑块，抑制动脉粥样硬化进展过程。以上实验结果无疑具有重要的理论意义和临床应用价值，为开发新的AS治疗策略提供重要的靶点与方向，节省由于AS疾病所导致的巨大社会人力物力花费。