内皮细胞特异性敲除CD38在维持血管稳态中的作用及其机制

Vascular structure abnormity and dysfunction caused by endothelial cell injury are the common pathological basis of various cardiovascular and cerebrovascular diseases. Endothelial cells as a mechanical barrier between blood vessels and blood play an important role in resisting inflammation, oxidative stress, thrombosis and vasodilatation disorders caused by multiple etiologies. Our previous results showed that CD38 gene deficiency could significantly reduce ischemia-reperfusion induced myocardial injury and AngII induced myocardium remodeling, and its mechanism is related to the activation of SIRTs mediated antioxidant stress and the inhibition of cADPr mediated Ca2+ signaling pathway. These results suggest that CD38 plays an important role in a variety of cardiovascular diseases. Therefore, we put forward the hypothesis that CD38 deficiency can inhibit oxidative and inflammation induced endothelial cell injury, and then inhibit the activation and migration of smooth muscle cells and macrophages, thereby improving vascular remodeling. This research is a continuation of our previous works, we aim to evaluate the effect of CD38 gene deletion on vascular homeostasis with CD38 endothelial specific knockout mice by using vascular remodeling model of AngII induced hypertension, and try to explore the role and molecular mechanism in vivo and in vitro.

内皮细胞损伤引起的血管结构功能异常是心脑血管疾病的共同病理基础。内皮细胞作为管壁与血液间的机械屏障，对抵抗多种病因引起的炎症、氧化应激、血栓、血管舒张收缩障碍有重要作用。我们的前期结果发现，CD38基因缺失可显著减轻缺血再灌注引起的心肌损伤以及AngII诱导的心肌重塑，其机制与激活SIRT介导的抗氧化应激和抑制cADPr介导Ca2+信号通路相关。以上结果表明，CD38在多种心血管疾病中起重要作用。然而，CD38对内皮细胞功能及血管重塑的影响尚无报道。因此我们提出假说：CD38缺失通过抑制炎症、对抗氧化应激所诱导的内皮细胞损伤，进而抑制平滑肌细胞和巨噬细胞的活化迁移，从而改善血管重塑。本项目是我们前期工作的延续，我们拟利用CD38内皮细胞特异性基因敲除小鼠，以AngII所致高血压血管重塑模型评价内皮细胞CD38基因缺失对血管稳态的影响，并试图在整体动物及离体细胞水平探索其作用及分子机制。

内皮细胞损伤所引起的血管失稳态是高血压、动脉粥样硬化等各种心脑血管疾病的共同病理基础，如内皮细胞损伤引起的血管功能异常，内膜下炎性细胞浸润被认为是动脉粥样硬化发生的主要因素。而内皮细胞功能失常，进而引起血管失稳态重构在高血压的发生发展中也具有重要的作用。据文献报道，CD38作为哺乳动物体内一个重要的多功能酶，在多种心血管疾病如心梗、动脉粥样硬化中均发挥重要作用。本课题旨在探讨CD38 基因通过干预氧化应激、炎症引起的内皮细胞功能失常，进而影响血管重塑的调控机制，明确CD38 作为一个心血管疾病治疗靶点在心血管疾病防治中的重要意义。本项目以AngII 诱导小鼠高血压模型，模拟高血压引起的血管重塑以在整体动物评价内皮细胞CD38 基因缺失对血管稳态的影响。同时在离体细胞水平，利用原代内皮细胞感染慢病毒shRNA干扰CD38表达，明确CD38基因表达差异对内皮细胞炎症的影响及机制。. 我们的结果证明：CD38内皮细胞特异性敲除对AngII诱导的小鼠高血压及高血压诱导的血管重塑、心脏及肾脏损伤具有保护作用。其改善血管重塑的主要机制可能是源于内皮细胞CD38基因表达缺失抑制血管氧化应激损伤、抑制内皮细胞炎症、衰老。本课题的主要发现有：1）整体动物水平，CD38内皮细胞特异性敲除改善AngII诱导的小鼠高血压及高血压引起的系统性心肾损伤。以AngII诱导4周高血压模型，结果显示CD38内皮细胞缺失可改善AngII引起的小鼠收缩压及舒张压升高，改善高血压引起的心脏纤维化重塑，改善高血压引起的肾脏功能降低及局部炎症。2）CD38内皮细胞特异性敲除改善高血压引起的血管重构及氧化应激损伤；3）干扰内皮细胞CD38表达，可抑制内皮细胞炎症。AngII可诱导TNFα表达进而促进 CD38表达。而CD38表达降低可降低单核细胞粘附和粘附分子MCP1、ICAM1等基因表达，抑制炎性因子IL-1β、TNFα表达及其相关的NFκb、MAPK-AKT信号通路激活；4）CD38基因表达量降低抑制AngII诱导的内皮细胞衰老及衰老相关基因P21表达，促进eNOS表达，从而改善内皮细胞舒张功能损伤。