PTX3通过AKT-mTOR-JNK信号通路介导自噬作用调控动脉粥样硬化巨噬细胞胆固醇逆向转运的机制研究

Inflammation plays pivotal roles in advanced atherosclerotic plaque formation and lipid deposition. Pentraxin-related protein PTX3 is an acute phase inflammatory factor essential for pathogenesis of cardiovascular diseases partially through regulation of cholesterol reverse transport. Dissecting molecular mechanism of PTX3 and the reverse cholesterol transport in macrophage of vulnerable plaque will provide fundamental basis for targeting the cholesterol efflux from the aspect of inflammation. Our preliminary results demonstrated that: 1) PTX3 is highly expressed in resident macrophages; 2) PTX3 functionally inhibits macrophage autophagy; 3) AKT is an important factor of the signal pathway during PTX3 secretion by monocyte. We hypothesize here that PTX3 directly regulates macrophage autophagy contributing to reverse cholesterol transport and plaque stabilization via AKT-mTOR-JNK signaling pathway as key downstream molecular events. To extend mechanistic study to translational potentials, targeting PTX3- AKT-mTOR-JNK axis to modulate plaque stability will be further pursued in this proposal using in vitro primary macrophage culture method and in vivo animal models established by our program team. Taken together, modulating atherosclerotic inflammation and lipid metabolism by targeting PTX3 to improve plaque stability proposed in current study will provide proof-of-concept for novel treatment of advanced atherosclerotic diseases.

炎症反应参与动脉粥样硬化（AS）易损斑块进展和脂质沉积过程。五聚素家族蛋白PTX3是具有心血管疾病相关性的炎症因子，与胆固醇逆转运（RCT）相关。明确PTX3与易损斑块巨噬细胞RCT的关系，为从炎症角度干预胆固醇流出提供具有双重作用的治疗靶点。本课题组前期研究提示AKT信号因子参与单核巨噬细胞分泌PTX3的过程，而且PTX3可抑制巨噬细胞自噬。据此，我们提出如下假说：巨噬细胞中PTX3通过AKT-mTOR-JNK信号通路抑制巨噬细胞自噬，减少胆固醇流出而改变斑块稳定性。为证实假说，本项目拟以PTX3与巨噬细胞RCT的关系为主线，利用体外巨噬细胞和本课题组成功建立的易损斑块动物模型，阐明自噬在PTX3干预巨噬细胞RCT过程中的作用及AKT-mTOR-JNK信号通路相关的分子机制，以期发现AS炎症反应与脂质沉积之间新的交叉点，为寻找改善斑块稳定性干预靶点提出新的理论依据。

炎症在动脉粥样硬化（Atherosclerosis, AS）的血管壁脂质代谢失衡和炎症免疫反应适应不良的慢性反应过程中具有重要参与启动协同意义。巨噬细胞不仅是AS炎症反应细胞，还是脂质形成的主要细胞来源，在动脉粥样硬化的炎症影响胆固醇流出过程中起关键作用。炎性因子是巨噬细胞炎症反应的主要介质之一，与巨噬细胞脂质沉积之间的关系逐渐被重视。目前，五聚素家族（Pentraxins）中的短链五聚素蛋白--C反应蛋白（C reaction protein，CRP）是研究较为深入的急性期炎性因子之一。PTX3属于五聚素家族中保守序列高度一致的长链蛋白，动物与人体实验具有更高度一致性，因此本研究通过在细胞水平和动物水平研究PTX3在巨噬细胞中表达特点，进一步研究炎性在巨噬细胞胆固醇转动过程中的作用。一定浓度的氧化低密度脂蛋白（oxLDL）作用可以使巨噬细胞明显分泌PTX3的稳定细胞体系，并发现慢病毒感染敲除PTX3基因的巨噬细胞，胆固醇有明显升高，提示PTX3参与巨噬细胞的胆固醇逆转运。在此基础上，对参与oxLDL刺激巨噬细胞增殖的相关信号通路进行了筛选，与课题预期设想的AKT信号通路参与其中相符合，并发现自噬相关因子在巨噬细胞表达PTX3中有一定的相关性，但因实验条件进展不尽顺利，在实验内容中做了相应调整，稳定后续实验的基线条件。综上所述，目前研究内容已建立稳定的炎性刺激oxLDL后巨噬细胞表达PTX3的细胞体系，并发现oxLDL参与巨噬细胞增殖的信号转导通路，以及在动物高脂标本发现了PTX3的显著表达，为后续进一步明确PTX3在巨噬细胞胆固醇转运中的作用奠定了基础。