巨噬细胞外泌体在Urocortin保护糖尿病冠脉内皮功能中的作用机制研究

The function of the coronary artery is regulated by the exosomes. Urocortin (UCN) can protect the cardiovascular function of diabetes. However, it has not been reported whether the exosomes are involved in it. Our previous studies showed that UCN could significantly inhibit macrophage-derived exosomes-induced coronary endothelial cell apoptosis, suggesting that the macrophage-derived exosomes is a new target for UCN to protect coronary artery endothelial cells. Methylglyoxal (MGO) accumulates extensively in diabetic patients. We found that MGO-stimulated macrophage-derived exosomes impaired the endothelium-dependent vasodilation of coronary artery, suggesting that this process may be the key mechanism of UCN in the treatment of diabetic coronary artery disease. Interestingly, UCN not only regulate the expression of various miRNAs, but also inhibit MGO-induced oxidative stress and the production of MGO downstream products. Therefore, we hypothesized that UCN would inhibit the effect of MGO on the exosomes of macrophage and protect the endothelial function of the coronary arteries via regulating miRNA in exosomes. This project proposes to develop a diabetic mouse model and investigate the harmful effects of macrophage-derived exosomes on the endothelial function of the coronary arteries in mice and explore the underlying regulatory mechanism of UCN. This study is to provide new insights into the role of UCN in diabetic coronary artery disease and hence as a therapeutic target for diabetes.

冠脉功能受外泌体调节。Urocortin（UCN）能保护糖尿病心血管功能，然而外泌体是否参与其中还未见报道。申请者前期研究发现UCN能抑制巨噬细胞外泌体诱导的冠脉内皮细胞凋亡，提示巨噬细胞外泌体是UCN保护冠脉内皮的新靶点。糖尿病病人体内蓄积大量甲基乙二醛（MGO），申请者发现MGO诱导巨噬细胞产生的外泌体明显损伤冠脉内皮的舒张功能，提示该过程或许是UCN抗糖尿病冠脉病变的关键机制。miRNA随外泌体在细胞间传递，调节糖尿病血管功能。有趣的是，UCN不仅调控多种miRNA的表达，还可抑制MGO产生氧化应激、生成下游产物，因此，我们推测UCN对抗MGO对巨噬细胞外泌体的影响，并保护糖尿病冠脉内皮功能，其机制是调控外泌体中的miRNA。本项目拟在小鼠糖尿病模型中，研究巨噬细胞外泌体对冠脉内皮功能的损伤作用，探索UCN在其中的调控作用机制。这将为探索UCN作为糖尿病冠脉病变的防治靶标提供依据。

心血管疾病是世界范围内疾病发生以及致死的首要原因，糖尿病是其重要风险因素，因此糖尿病情况下的血管功能广受关注。本项目主要聚焦于促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）家族肽Urocortins（UCNs）通过影响巨噬细胞而在糖尿病中发挥对血管功能的保护作用。糖尿病病人体内蓄积大量甲基乙二醛（MGO），研究发现MGO刺激巨噬细胞产生的外泌体可显著损伤小鼠冠脉内皮功能，而应用cPLA2的抑制剂可改善冠脉内皮舒张功能。巨噬细胞外泌体中被MGO调节的多种miRNA可被UCN逆转。在2型糖尿病小鼠模型中，MGO清除剂和外源性补充UCN2均能一定程度降低血糖，并改善受损的冠状动脉、肠系膜动脉血管内皮功能。离体研究发现巨噬细胞中UCN通过负向调控cPLA2而抑制LPS诱导的巨噬细胞凋亡。在斑块形成的后期阶段巨噬细胞凋亡将促使稳定型斑块向不稳定型斑块转变，此时斑块更易破裂而造成动脉血栓，所以应用UCN抑制巨噬细胞凋亡有望成为预防糖尿病患者急性冠脉血栓的一项策略。最后，我们还探索了Supervillin（SVIL）在促进巨噬细胞炎性反应中的作用，而其与UCN表达的负相关关系进一步提示UCNs在巨噬细胞炎性反应中的抗炎作用。总之，UCNs能通过影响巨噬细胞的病理生理功能来调节血管相关疾病的发展进程，UCNs-巨噬细胞有望成为治疗糖尿病相关心血管疾病的潜在靶点。