蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰对血管损伤的保护及其分子机制

炎症激活是血管损伤后期血管壁异常重构的一个重要病理机制，目前尚无特异性的有效治疗药物。近来发现增加局部O-GlcNAc修饰水平可有效减轻损伤血管炎症激活及内膜增生，但其分子机制不清楚。为测试假说：增加血管关键效应细胞内IκBα的O-GlcNAc修饰，通过反馈抑制转录因子NFκB的激活而发挥抗炎及血管保护效应，本研究将通过使用新培育的细胞特异性O-GlcNAc修饰催化酶OGT基因敲除小鼠，分别探讨血管平滑肌细胞及巨噬细胞内O-GlcNAc修饰与血管损伤反应之间的关系，明确增加O-GlcNAc修饰发挥血管保护作用的细胞靶标。在体外细胞培养模型探讨增加O-糖基化修饰对上述效应细胞炎性应答反应的调节机制，证实IκBα的O-GlcNAc修饰对抑制NFκB通路激活的作用环节，从而在整体、细胞及分子水平阐明蛋白质O-GlcNAc修饰的抗炎及血管保护作用机制，为研发新型血管保护药物提供新的分子药物干预靶标

炎症激活是血管损伤后期血管壁异常重构的一个重要病理机制，目前尚无特异性的有效治疗药物。我们近来发现增加局部O-GlcNAc修饰水平可有效减轻损伤血管炎症激活及内膜增生，但其分子机制不清楚。本项目研究在前期工作基础上，我们旨在测试假说：增加血管平滑肌细胞内IkBα的O-GlcNAc修饰可通过反馈抑制转录因子NF-kB的活化来发挥抗炎及血管保护效应。为此，本项目研究利用分离培养的大鼠主动脉平滑肌细胞（VSMC），采用携带O-GlcNAc转移酶（OGT）的腺病毒感染VSMC来增加细胞内O-GlcNAc修饰水平后，我们发现它可显著抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）诱导的促炎细胞因子MCP-1及VCAM-1的表达；相反，感染O-GlcNAc水解酶（OGA）腺病毒通过水解GlcNAc来降低蛋白质的O-GlcNAc修饰水平后，则可进一步增强TNF-α诱导的MCP-1及VCAM-1的表达。相似的是，我们还证实，通过使用选择性OGA抑制剂PUGNAc或Thiemet G预处理来增加细胞内O-GlcNAc修饰水平也可显著抑制VSMC的迁移。随后采用免疫共沉淀等方法初步证实IkBα确实存在O-GlcNAc修饰，并且kBα O-GlcNAc修饰在一定程度上可有效抑制其磷酸化，从而有助于抑制NF-kB通路的进一步活化。这些研究结果是对蛋白质O-GlcNAc修饰的抗炎及血管保护作用机制的一个全新认识。