CXCR6介导NLRP3信号通路参与调控机械应力导致血管老化的机制研究

Inflammatory injury is one of important causes of vascular senescence, and chemokine receptor CXCR6 plays a key role in mobilization of immune cells and vascular endothelial injury. Our previous study confirms that CXCR6 positive monocyte-macrophages infiltrate in vascular endothelium in response to pressure overload, which accelerates the injury and aging of the endothelial cells, but this phenomenon is not appeared in CXCR6 knockout mice. However, the potential mechanism is not clear. In the present study, we investigate the penitential role CXCR6-mediated immune cells in regulating ROS levels, autophagic dysfunction, and NLRP3 inflammasome formation in endothelial cells with the in vivo model of transverse aortic constriction (TAC) and the in vitro model of cell contact co-culture. We determine the alternation of jagged1, Sirt1 and β-galactosidase, and evaluate the effect of NLRP3 activation on vascular aging through suppressing immune cells infiltration, oxidative stress, autophagy, and NLRP3 inflammasome formation with AAV-expressing ASC siRNA and caspase1 siRNA. We also examine whether CXCR6-mediated senescence of endothelial cell can be reversed in NLRP3 gene knockout mice. Collectively, we aim to elucidate the mechanism of CXCR6-dependent NLRP3 signaling in vascular aging, which may shed a light on the new target for the vascular endothelial protection.

炎症损伤是血管衰老的重要诱因之一，趋化因子受体(CXCR)在动员免疫细胞介导的血管内皮细胞炎症损伤中发挥关键作用。我们前期发现，压力超负荷诱导表达CXCR6的单核-巨噬细胞在血管内皮浸润，加速内皮细胞损伤和老化，但在CXCR6基因敲除小鼠有明显改善，潜在分子机制不明确。本项目拟通过在体主动脉弓缩窄（TAC）模型和细胞接触共培养，研究CXCR6趋化的免疫细胞在诱导血管内皮细胞ROS水平、自噬功能紊乱，炎性小体NLRP3形成和信号通路激活中调控机制。检测jagged1、Sirt1、β-半乳糖苷酶等细胞衰老指标；通过干预免疫细胞浸润、氧化应激、自噬、构建ASC和caspase1腺相关病毒siRNA阻断NLRP3激活，评价NLRP3对血管老化的影响；以及CXCR6诱导血管内皮老化在NLRP3基因敲除小鼠是否逆转。明确CXCR6介导NLRP3通路在血管老化中分子机制，为血管内皮保护提供新的干预靶点。

炎症是导致血管损伤、老化和重构的重要诱因，而趋化因子/受体家族蛋白又是招募炎症细胞和促炎因子激活的关键调节因子。在本项目中，我们利用压力超负荷和缺血/再灌注小鼠模型，重点探讨了趋化因子受体CXCR6在加重主动脉弓炎症损伤，加速血管老化以及促进血管和钙化和纤维化中的致病分子机制。研究结果提示：CXCR6缺失可通过减少Ly6C+巨噬细胞、CD1d+T细胞等促炎细胞在主动脉弓浸润，减低ROS介导的血管内皮氧化应激损伤、减轻血管纤维化和钙化，改善血管内皮细胞自噬紊乱，逆转应激后血管老化。具体机制：1）主动脉血管内皮CXCL16激活促进免疫细胞的趋附和炎症损伤；2）炎症导致NLRP3激活心肌细胞释放IL-18增多，通过旁分泌作用促进CXCL16转导表达，形成炎症正反馈效应；3）招募的CD1d+T细胞亚群促进IL-17a释放，造成血管和心肌组织的凋亡、坏死和自噬加重，最终促成了CXCR6介导的血管老化和重构发生。通过阻断CXCL16/CXCR6信号轴有效逆转血管的炎症损伤和重构，而其上下游的炎症因子IL-18和IL-17a也是激活这一信号调控网络的关键协调因子，可作为预防和治疗血管老化和重构的重要生物标志物和潜在靶点。基于该项目的研究内容，目前已发表标注SCI论文7篇，中文核心期刊1篇，另有2篇SCI 论文在投稿中。项目预期成果转化3项，目前已累计培养研究生5名。此外，项目负责人就该项目赴美国访学，与爱荷华大学建立良好的合作关系，为课题的延续和深入研究提供保障。