介导胆固醇外流细胞受体调控网络及作为新型抗动脉粥样硬化药物靶标研究

Atherosclerosis is the principal contributor to the pathogenesis of cardiovascular and cerebrovascular diseases. Macrophage binding and uptake of modified low density lipoprotein (LDL) limitlessly are key events in the formation of lipid-laden foam cells and the initiation and development of AS. Reverse Cholesterol Transport (RCT) is the critical mechanism of cholesterol homeostasis and the anti-atherogentic property of HDL. Cholesterol efflux from the macrophages is the initial step in RCT and plays a pivotal role in maintaining intracellular cholesterol levels, thereby preventing the formation of macrophage-derived foam cells in atherosclerotic plaques. Cholesterol efflux from macrophages is regulated by several receptors such as SRBI(scavenger receptor type BI), CD36 and ABCA1（ATP binding cassette transporter A1）, and controlled by nuclear receptor LXRα and PPARγ. Cholesterol efflux regulated by the receptors is considered to form a network structure. This project will use the up-regulators of SRBI and ABCA1 expression and activity, CD36 antagonist and activators of LXRα and PPARγ as the molecular probes to resolve the mechanisms of regulating network of cholesterol efflux by the receptors by means of the siRNA breaking down, X-ray diffraction data analysis, high content cellular analysis, etc. By the way, the key receptors regulating cholesterol efflux from macrophage will be elucidated and used as the targets for new anti-atherosclerotic agents.

动脉粥样硬化（AS）是心脑血管疾病的病理基础，清道夫受体介导的氧化变性LDL无限制摄取导致巨噬细胞泡沫化是AS早期特征。胆固醇逆转运是胆固醇代谢平衡和抗AS的重要机制，巨噬细胞内游离胆固醇外流是胆固醇逆转运的起始和关键步骤，由多个膜受体和转运蛋白共同调节，并受核受体调控。巨噬细胞内胆固醇流出机制中相关膜受体SRBI、CD36和膜转运蛋白ABCA1的表达调控与功能调节可能存在着网络调控机制。本项目拟以SRBI、CD36、ABCA1及核受体PPARγ和LXRα等相关研究为基础，利用已获得的若干调节它们表达或活性的化合物为探针，结合siRNA阻断、受体配体结合域表达及活性中心确认等方法，深入研究相关膜蛋白的基因表达调控机制、介导胆固醇外流功能结构域与小分子调节结构域信息、及可能的胆固醇外流受体调控网络，确定小分子可调节活性的胆固醇外流最关键受体和作为新型抗AS药物靶标的可能。

项目利用促进胆固醇逆转运中关键受体HDL受体SRBI,主动转运膜蛋白ABCA1表达的吴茱萸次碱及其衍生物及化合物E17241为探针研究了此类受体表达上调剂的主要药效学功能、上游作用靶标和作用机制；本项目还利用PPARɤ，LXRs部分激动剂研究检测其上调ABCA1/G1以及SRBI等靶基因，考察其选择性表达靶基因特性；综上研究，初步勾画出胆固醇逆转运调控的受体调节网络。本项目的重要成果：1.研究发现吴茱萸次碱及其衍生物在低浓度下促进ABCA1以及SRBI的表达，促进巨噬细胞中胆固醇外排，使泡沫化巨噬细胞内中性脂质大大降低；利用基因敲除ApoE-/-小鼠高脂造模动脉粥样硬化的体内活性评价，吴茱萸次碱及其衍生物在体内外表现出浓度依赖性地上调ABCA1和SRBI等ApoA1或HDL受体的表达，显著地减少小鼠心脏流出道的胆固醇酯及主动脉的脂质斑块；利用同位素标记法证明吴茱萸次碱可以促进胆固醇的逆转运,减少肝脏中胆固醇的含量，使体内过多胆固醇通过粪便排出体外，其上游靶标之一是可以激动瞬时受体电位香草酸亚型-1（TPRV1）。而合成化合物E17241除了能显著性地上调ABCA1/G1和SRBI的表达，具有优异的体内抗动脉粥样硬化作用，而且可以促进细胞消耗糖能力，显著降低自发型二型糖尿病KKAy小鼠血糖水平，改善葡萄糖和胰岛素耐量异常。其机理研究表明E17241是通过PKC-NRs-ABCA1来起作用的。2.利用PPARɤ部分激动剂F12016，LXRα选择性激动剂IMB170进行了激活靶基因的检测研究，发现F12016选择性地激动PPARγ亚型，能够明显降低自发性2型糖尿病模型KKAy小鼠体内空腹血糖，改善葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性，没引起体重增加。通过虚拟对接和位点突变发现F12016与PPARγ相互作用的模式与罗格列酮不同，因而导致PPARγ产生不同的构象改变，并募集特定的辅因子，选择性地调节靶基因的表达。IMB-170作为 LXRα的部分激动剂，可以上调ABCA1/G1, 以及ApoE，ABCG5/G8的表达，具有良好的巨噬细胞内胆固醇外排作用，同时它们对脂质生物合成的相关基因没有上调作用。3.上述受体的表达上调剂主要的上游靶标是TRPV-1，通过激动核受体PPARs和LXRs而上调SRBI及ABCA1/G1，G5/G8等功能蛋白，协同完成胆固醇逆转运过程。