PI3K信号通路中SGK3在动脉粥样硬化发生发展中的作用及分子机制研究

Atherosclerosis is a chronic inflammatory process characterized by accumulation of lipid and cholesterol in the arterial walls. The present studies suggest that PI3K/AKT signaling pathway activated by risk factors participate in the pathological process of AS. The success of molecularly targeted atherosclerosis therapies has invariably been challenged by the rapid emergence of drug resistance. Our previous works provided the evidence that pharmacological inhibition of PI3K exerted potent therapeutic effects on atherosclerosis and inflammation through AKT-independent mechanism. Importantly, we suggested a previously unappreciated role of SGK3, an AKT-independent signaling node downstream of PI3Ks, proposed its potential as a novel target in inflammation and AS. In this project, we propose to establish a genetic mouse model of SGK3-/-ApoE-/-，as well as the abrogation of SGK3 in monocytes，clinical patients with coronary heart disease or carotid artery atherosclerosis. Using these model systems, we further clarify the impact of SGK3 on inflammatory and atherosclerosis, and to explore whether SGK3 inhibition attenuats AS in a NLRP3-dependent manner. Our work will uncovered the validate molecular driver of downstream of PI3K signaling pathway, in atherosclerosis, opening up a new avenue for designing effective therapeutics for atherosclerosis.

PI3K信号通路在动脉粥样硬化（AS）危险因素刺激下激活并参与其病理过程，深入阐明该通路对AS的调控机制并找到可用作药物靶标的关键基因意义重大。以往主要集中在对PI3K/AKT通路的研究。申请人近期研究发现：PI3K非AKT依赖途径参与小鼠动脉斑块形成及单核巨噬细胞荷脂、粘附、迁移、NLRP3炎症小体活化等AS进程的重要环节；SGK3是PI3K下游、非AKT通路中的效应分子，在小鼠AS模型和患者颈动脉斑块中呈显著高表达；CRISPR/Cas9敲除SGK3能明显抑制单核/巨噬细胞荷脂和NLRP3炎症小体的活化，我们猜测，PI3K通路可能通过SGK3调控炎症反应及NLRP3炎症小体来参与AS。基于此，申请人拟以SGK3-/-单核/巨噬细胞和SGK3-/-ApoE-/-小鼠AS模型，深入探讨SGK3在AS发生发展中的作用及分子机制，评估靶向干预SGK3减缓AS的有效性,为防治该病提供新思路。

PI3K信号通路在动脉粥样硬化（AS）危险因素刺激下激活并参与其病理过程，深入阐明该通路对AS的调控机制并找到可用作药物靶标的关键基因意义重大。以往主要集中在对PI3K/AKT通路的研究，申请人研究发现PI3K通路可能通过SGK3调控炎症反应及NLRP3炎症小体来参与AS。我们的研究发现使用PI3K抑制剂GDC0941和AKT抑制剂MK2206抑制THP-1巨噬细胞中PI3K或AKT可抑制ox-LDL诱导的NF-kB信号通路的激活，还能抑制NLRP3炎症小体的活化及氧化应激，且抑制PI3K的效果更强。对高脂饮食的小鼠动脉粥样硬化斑块形成及血脂水平进行干预，我们发现干预组小鼠的甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白较单纯高脂饮食组均降低且PI3K抑制剂的效果更好。PI3K和AKT抑制剂使ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型的NLRP3和IL-1β表达水平降低。这些结果表明PI3K非AKT依赖途径参与小鼠动脉斑块形成及单核巨噬细胞荷脂、粘附、迁移、NLRP3炎症小体活化等AS进程的重要环节。SGK3是PI3K下游、非AKT通路中的效应分子，在小鼠AS模型和患者颈动脉斑块中呈显著高表达，继续深入研究发现SGK3在AS发生、发展中发挥着重要的调控作用，敲除 SGK3明显抑制ApoE-/-小鼠的动脉粥样硬化的进程和血管的炎症反应，而在患者血浆中，稳定型心绞痛组和不稳定型心绞痛组血浆中 IL-1β、IL-18 的表达水平高于对照组，不稳定型心绞痛组血浆中 IL-1β、IL-18 的表达水平高于稳定型心绞痛组。以上研究结果证实了我们的猜想，SGK3作为在PI3K非AKT依赖性途径中的关键信号，参与AS发挥作用，干预SGK3能有效减缓AS的发生发展，这使我们对动脉粥样硬化疾病进程的机制和分子通路有了进一步的了解，为实现对动脉粥样硬化和高血压的早期预警和有效防治奠定理论基础，增加了治疗动脉粥样硬化的思考方向，为探索血管稳态失衡和血管重构的早期诊断和靶向治疗提供科学依据为防治该病提供新思路。