巨噬细胞源性MVs促进2型糖尿病动脉粥样斑块薄壁纤维帽形成的机制研究

Atherosclerosis disease is the first killer of patients with type 2 diabetes.Thinning fibrous cap plays the critical role in the formation and rupture of vulnerable plaque,but the underlying mechanisms are poorly understood. Increasing evidences have shown that the development and progression of atherosclerotic plaque are associated with accumulation of amounts of bioactive microvesicles (MVs) within the plaque lesion,which are the products of macrophage apoptosis. In vitro, our group firstly found that macrophage-derived MVs which have proteolytic activity can potently degrade extracellur matrix. The macrophage derived MVs were certified to carry matrix metalloproteinase. Therefore,we hypothesis that macrophage-derived MVs might be the new pathogenic factors leading to the formation of thinning fibrous cap thorough degradation extracellular matrix. So far there is no report of the MVs in the role of thinning fibrous cap formation and related mechanisms aross the world. In the present study, we try to test the proteolytic activity of MVs released from macrophage apoptosis and what cellular mechanisms might be responsible for their generation in db/db mice by analyzing the whole morphology, cell and molecular characteristics and functions with over expression and knock down strategies. This study will provide a novel target to inhibit the development and progression of acute cardiovascular and cerebrovascular disease in type 2 diabetes.

动脉粥样硬化（AS）疾病是2型糖尿病患者的头号杀手, 薄壁纤维帽是易损斑块形成和破裂关键核心环节,但机制不详。AS斑块中存在大量细胞凋亡产物-巨噬细胞源性微囊泡（microvesicles, MVs），目前研究证实MVs与AS斑块进展密切相关。我们前期工作首次发现：巨噬细胞源性MVs具有蛋白水解酶生物活性，可降解细胞外基质的主要成分，与MVs携带基质金属蛋白酶有关，提示AS斑块中巨噬细胞源性MVs可能通过水解纤维帽细胞外基质导致薄壁纤维帽形成。迄今国内外尚无MVs促进薄壁纤维帽形成和相关机制的报道。本研究拟以db/db鼠为实验对象，首次从整体-细胞-分子水平探索巨噬细胞源性MVs在AS斑块薄壁纤维帽形成中的作用机制，以"胰岛素抵抗和内质网应激"导致巨噬细胞凋亡为切入点，通过敲除和过表达手段，阐明2型糖尿病状态下巨噬细胞源性MVs产生分子机制，为遏制急性心脑血管并发症的发生发展提供研究策略。

动脉粥样硬化（AS）疾病是2型糖尿病（T2DM）患者致死的首要因素，据统计80％T2DM患者死于急性心脑血管疾病，且有年轻化的趋势，但目前机制尚不清楚，亦缺乏有效的控制血糖又可以保护糖尿病大血管病变的药物。本研究首次发现并证实巨噬细胞凋亡释放的微囊泡（microvesicles, MVs）是导致动脉粥样斑块不稳定的主要机制，并首次证实新型的降糖药物GLP-1受体激动剂（GLP-1Ra）可以减少巨噬细胞源性的MVs保护动脉粥样斑块，探讨了T2DM状态下巨噬细胞源性的MVs产生的分子信号通路机制。本研究采用小鼠腹腔巨噬细胞为研究对象，探讨高糖及高脂环境下对巨噬细胞凋亡及MVs产生的影响，以及MVs对胶原蛋白等降解作用，并观察了GLP-1Ra对基质金属蛋白酶的活性MVs的影响。应用流式细胞技术和ELISA的方法观察MVs产生的情况。采用Western blot技术观察了胰岛素信号通路蛋白PI3K/AKT/ /ERK 磷酸化和内质网应激蛋白及凋亡蛋白ER/CHOP/CaMK/ Bcl-2/Bax/caspase-3表达的影响。本研究结果表明2型糖尿病状态下动脉粥样斑块中存在大量水解酶活性的MVs，发挥水解胶原蛋白的作用，导致斑块纤维帽变薄破裂，MVs的产生与PI3K/ /ERK 磷酸化增加和内质网应激蛋白CHOP增加有关，并证实新型降糖药物GLP-1Ra可以减弱内质网应激，可减少细胞凋亡和浸润，从而减少MVs的产生，延缓动脉粥样硬化的进展，为糖尿病冠心病的治疗提供新的靶点和药物。