联合FD-OCT评估脂肪细胞外泌体调控巨噬细胞自噬促进动脉粥样硬化斑块进展机制的研究

Obesity is an independent risk factor for atherosclerosis. Recent studies confirmed that adipose tissue is a major source of circulating exosomal miRNAs. Exosomes participate in regulating multiple major diseases. However, the precise roles of adipocyte-derived exosomes and the contained miRNAs in atherosclerosis and the underlying mechanisms remain unknown. Our previous studies have shown that visceral adipose tissue-derived exosomes promoted macrophage foam cell formation and M1 phenotype polarization, thereby accelerating atherosclerosis progression in the context of obesity, which was accompanied by the increased expression of autophagic substrates. In combination with our previous sequencing results and bioinformatics analysis, we speculate that visceral adipocyte (VAC) could use exosomal miR-100 to regulate autophagy and then disturb the biological function of macrophage, thereby affecting the development of atherosclerosis. In this project, we aim to clarify the effects of VAC-derived exosomes on macrophage and atherosclerosis from the levels of molecular-cell-general by optical coherence tomography (OCT), together with gene silencing, virus transfection, qPCR and so on. We will focus on analyzing the molecular mechanisms by which miR-100 in VAC-derived exosomes regulates macrophage autophagy and promotes the progression of atherosclerosis. This project will further illustrate the key mechanisms of obesity to increase the risk of cardiovascular events, and provide novel therapeutic targets for the attenuation of atherosclerotic vascular disease in the growing obese population.

肥胖是动脉粥样硬化（AS）的独立危险因素。近期研究表明脂肪是循环中外泌体内miRNA的主要来源。外泌体参与调控多种重大疾病，但脂肪细胞外泌体能否调控AS进程？miRNA是否在其中承担主要角色？具体机制如何？目前尚不明确。本项目预实验发现肥胖状态下内脏脂肪外泌体通过促进巨噬细胞泡沫化和M1型极化加速AS进展，并增加AS中自噬底物表达。结合测序结果和生物信息学分析，我们推测内脏脂肪细胞（VAC）通过外泌体中miR-100上游调控自噬的发生以干扰巨噬细胞功能，进而影响AS进展。本项目将联合血管内OCT，通过基因沉默、病毒转染、qPCR等技术，从分子-细胞-整体三个层面揭示VAC来源外泌体对巨噬细胞及AS的作用，重点解析VAC外泌体中miR-100调控巨噬细胞自噬从而促进AS进展的分子机制，以期进一步阐明肥胖增加心血管事件风险的核心机制，为日渐庞大的肥胖人群提供防治AS的新靶点和新思路。

晚期动脉粥样硬化(Atheroclerosis, AS)的治疗是当前抗AS治疗的难点。肥胖是AS的独立危险因素。脂肪的过量蓄积与AS斑块易损性的增加紧密关联，最终增加个体的心血管事件风险。脂肪作为循环中外泌体(Exosome, EXO)的重要来源，其内分泌功能为探索肥胖与晚期AS之间的联系及机制提供了重要线索。项目评估脂肪源性EXO在巨噬细胞泡沫化与表型分化，以及AS进展中的作用。分别提取野生型及高脂喂养的肥胖型小鼠的皮下脂肪和内脏脂肪分泌的EXO。正常和肥胖状态内脏脂肪EXO通过下调ATP结合盒转运体ABCA1和ABCG1介导的胆固醇外流，显著促进巨噬细胞泡沫化。皮下脂肪EXO处理后无此效应。而仅有肥胖型小鼠内脏脂肪EXO可诱导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，并伴有NF-κB-p65磷酸化水平上调。此外，通过CD16/32、iNOS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，全身输注肥胖型小鼠内脏脂肪EXO后，ApoE-/-小鼠的AS显著恶化，但并未影响其体重和血脂谱。研究显示了不同区域及应激状态下脂肪组织EXO对AS调控效应的异质性。其中，肥胖个体中内脏脂肪来源的EXO，通过干扰ABCA1和ABCG1调控的胆固醇逆向转运促进巨噬细胞脂质积累，并通过激活NF-κB诱导巨噬细胞M1型极化，显著增加斑块负荷和易损性，加速体内AS进程。发现经12周的高脂喂养诱导晚期AS，LDL受体缺陷背景下Fibrillin-1缺失的小鼠体内AS斑块具有更大的坏死核心、更薄的纤维帽和显著的弹性纤维断裂，斑块内巨噬细胞含量增加、胶原蛋白含量减少以及相应节段血管扩张，接近人类易损斑块的病理学特征；因而构建一种全新的易损斑块Fbn1C1039G+/-LDLR-/-小鼠模型，为深层次探究易损斑块导致心血管事件的机制并寻找干预靶点打下基础。项目应用OCT探究易损斑块破裂后促发心血管事件的终末环节动脉血栓形成的干预靶点，发现小檗碱通过肠道菌群-TMAO代谢途径调控血小板活性从而降低动脉血栓风险，为动脉血栓的防治提供新思路。以上研究结果无疑具有重要的理论意义和临床应用价值，为临床动脉粥样硬化性心血管疾病的防治提供重要的靶点和方向。