肝脏脂代谢异常致动脉粥样硬化空间网络调控中他汀低反应的机制研究

Statin low-response caused by abnormal liver lipid metabolism leads to further progression of atherosclerotic plaque, and no research has revealed its mechanism. Based on the previous experimental basis, we proposed the following scientific hypothesis: in the regulatory network of liver lipid metabolism and atherosclerosis, there is a statin low-reaction phenomenon leading to the progression of plaque, and the USP18/DUSP14-TAK1-HMGCR axis may be the regular mechanism. In this project, animal models of atherosclerosis with genes knockout and overexpression were constructed by transgenic technology, and verified that USP18/DUSP14 were sites of statin low-response in liver tissue; the atherosclerosis was verified by pathophysiology techniques in arterial tissues of animal models; the USP18/DUSP14-TAK1-HMGCR axis regulatory network was explored using molecular biology techniques in cell models. Overall in the spatial regulation network of hepatic lipid metabolism disorder and atherosclerosis, USP18/DUSP14-TAK1-HMGCR axis is a low-response regulation mechanism of statins, and provides a theoretical basis for individualized lipid-lowering therapy.

肝脏脂代谢异常若存在他汀低反应性将促进动脉粥样硬化斑块的进展，目前尚缺乏相应机制研究。申请人前期预实验显示USP18/DUSP14通过调节胆固醇合成关键酶HMGCR的表达调控脂蛋白代谢，参与肝脏脂代谢的调控网络。并结合国内外研究提出如下假说：USP18/DUSP14-TAK1-HMGCR轴是调控肝脏脂代谢异常/动脉粥样硬化中他汀低反应性的关键调控通路。本研究拟通过构建基因敲除和过表达的动脉粥样硬化动物模型，应用相关病理学染色实验及免疫组化染色探究动脉粥样硬化斑块进展程度，应用GST pulldown、Co-IP等蛋白互作的分子生物学技术验证通路蛋白的相互作用，总体论证在肝脏脂代谢紊乱和动脉粥样硬化的空间调控网络中，USP18/DUSP14-TAK1-HMGCR轴是他汀低反应调控机制，并为降脂治疗的个体化应用提供理论依据。

近年来我国心血管疾病发病率逐年上升，其中动脉粥样硬化起到关键作用，其机制涉及脂代谢紊乱、氧化应激、炎症损伤、细胞凋亡等一系列病理生理学进程，其中肝脏脂代谢紊乱导致的他汀低反应性是影响动脉粥样硬化预后的关键问题。在甲状腺功能减退患者中，他汀低反应现象同样被广泛观测到，这提示，通过明确甲状腺功能减退时肝脏脂代谢紊乱的分子机制，可能有助于解决动脉粥样硬化空间网络调控中他汀低反应性这一临床问题。本课题通过构建甲减导致脂肪肝的小鼠模型，研究甲状腺功能减退情况下，DUSP14调控脂肪肝的分子机制；通过联合转录组学、脂质组学、以及靶向代谢组学探索DUSP14在肝脏脂代谢紊乱中的作用；并通过体外实验探索DUSP14及其下游分子的相互作用。研究发现，DUSP14作为DUSP家族中的非典型DUSP，在甲减导致的脂肪肝中表达显著降低，其表达受到甲状腺激素受体β的调控；过表达DUSP14可通过促进胆汁酸合成的旁路途径，抑制PPARa的磷酸化，进而促进CYP7B1的表达，增加CDCA及CA的合成，从而改善肝脏脂质代谢；体外实验进一步证明，DUSP14同PPARa间存在相互作用，这成为DUSP14作为非典型DUSP发挥调控脂代谢紊乱的关键机制。本课题优化甲减导致脂肪肝动物模型的方法学，发现DUSP14是甲减发生发展时出现脏器功能异常的关键分子，明确DUSP14缺乏是肝脏脂代谢紊乱导致他汀低反应性的关键因素。通过靶向调控肝脏中DUSP14的表达或可在减少激活甲状腺激素受体β带来的副作用的同时解决他汀低反应性这一临床问题，改善脂肪肝表型，提高甲减人群的生活品质和预期寿命。