MKL1调控巨噬细胞表型在动脉粥样硬化中的作用和机制研究

Atherosclerosis is the major pathological basis for many cardiovascular diseases, which has close relationship with the occurrence and development of coronary heart disease, myocardial infarction. Macrophages play important roles in all stages of atherosclerosis. The phenotype of macrophages lilely changes during the different stages and has different function in atherosclerosis. However, the underlying regulatory mechanisms of which are not yet fully understood. Our previous study showed that macrophages defciency MKL1 significantly protected LPS injection and cecal ligation puncture induced sepsis. Further, we found that knocking down or inhibiting MKL1 in macrophages specifically decreased oxLDL-induced foam cell formation. The mechanism was studied and revealed that MKL1 could synergistically regulate the expression of CD36 with SRF and Brg1. These results suggest that MKL1 is an important regulator in macrophages. This project proposes a hypothesis that MKL1 regulates the transcription of related genes in macrophages by complexing with SRF and Brg1, thereby affecting foam formation, inflammatory response, cell proliferation, and migration in macrophages, mediating the development and progression of atherosclerosis. Our research will provide novel targets for therapeutic intervention of atherogenesis. Furthermore, our study will provide theoretical basis for screening active compound to intervene and treat atherosclerosis.

动脉粥样硬化是众多心血管疾病发生的主要病理基础，与冠心病、心肌梗塞等发生发展有密切的关系。巨噬细胞在动脉粥样硬化的各个阶段都发挥着重要的作用，能在不同阶段呈现不同的表型发挥不同的功能，而其中的调节机制尚不完全清楚。我们前期预实验发现巨噬细胞特异性敲除MKL1小鼠相比对照鼠，能明显改善LPS及盲肠结扎刺伤诱导的脓血症。此外，敲除或抑制巨噬细胞中的MKL1，对oxLDL诱导的泡沫细胞形成有明显的改善，对其机制初探发现MKL1能与SRF、Brg1协同调控清道夫受体CD36表达。这些结果提示MKL1在巨噬细胞中是一个重要的调节因子。本项目提出科学假说：MKL1通过与SRF、Brg1形成复合物，调控巨噬细胞中相关基因转录，从而影响巨噬细胞泡沫化、炎症反应、增殖以及迁移等表型，介导动脉粥样硬化的发生发展。我们的研究将为动脉粥样硬化的防治提供新的靶标，并为后续筛选活性成分提供理论依据。

我们以往的研究发现巨核细胞性白血病因子1（MKL1）在内皮细胞中发挥重要作用，调控内皮功能的损伤介导动脉粥样硬化、肺动脉高压等心血管疾病。巨噬细胞在动脉粥样硬化的各个阶段都发挥着重要的作用，而其中的调节机制尚不完全清楚。本项目的研究结果显示：MKL1在巨噬细胞中是一个非常重要的调节蛋白，并参与动脉粥样硬化的发展。我们构建了巨噬细胞特异性敲除MKL1的小鼠，通过体内实验发现敲除MKL1可以改善动脉粥样硬化。并发现敲除巨噬细胞中的MKL1，对oxLDL诱导的泡沫细胞形成有明显改善。分离动脉粥样硬化斑块中浸润的巨噬细胞进行测序，发现敲除MKL1改变了巨噬细胞的转录谱表达。iNOS是动脉粥样硬化中巨噬细胞诱导的促炎基因之一。Apoe-/-小鼠中敲除Nos2基因能显著阻止动脉粥样硬化发展。我们发现MKL1以p65依赖性方式与iNOS启动子结合。重要的是，MKL1通过募集组蛋白H3K4甲基转移酶ASH2来激活iNOS转录。提示这可能是巨噬细胞中敲除MKL1缓解动脉粥样硬化的信号通路。.巨噬细胞已被证实在心肌肥厚中发挥关键作用。心肌肥厚患者心脏巨噬细胞浸润增加。此外，通过抗体清除巨噬细胞等已被证明可以减轻小鼠心肌肥厚，但巨噬细胞的调控机制还不清楚。我们发现巨噬细胞中MKL1在心肌肥大中扮演重要角色，敲除巨噬细胞MKL1可以缓解心肌肥大。MKL1能与转录因子p65相互作用调控巨噬细胞中mir-155转录，介导压力超负荷引起的炎症反应和心肌纤维化。另外，沉默巨噬细胞中的MKL1明显降低巨噬细胞表面的整合素ITGB2表达，从而减少巨噬细胞与血管内皮细胞的粘附。进一步发现ITGB2是转录因子SP1的直接靶基因，MKL1能与SP1相互作用，并招募组蛋白去甲基化酶KDM3A结合在ITGB2启动子上，促进其转录。.我们的研究将为以MKL1为靶点靶向巨噬细胞，防治动脉粥样硬化、心肌肥厚等心血管疾病提供理论依据。