芳香烃受体对内皮祖细胞功能的调控在血管内膜损伤修复中的作用及分子机制

ndothelial injury and dysfunction play crucial roles in the occurrence and development of cerebrovascular disease(CVD).The ability of migration and homing represent Endothelial progenitor cells' (EPCs)repairing capacity for endothelial injury.It is of important theoretic and realitic significance to illuminate the regulatory factors and mechanism of EPCs' functions. The environment pollutants attribute much to CVD, although the mechanism is still unclear. We have showed that the typical environment pollutant, TCDD, an aryl hydrocarbon receptor (AhR) agonist, significantly inhibited the chemotaxis and migration of EPCs,which suggested that AhR modulate EPCs’ functions. The chemotactic factors, stromal cell derived factor-1α (SDF-1α) and it’s recepter,CXCR4,which exits on the EPCs,are pivital for EPCs to keep its endothelial repairing function. We found that an AhR binding site exists in CXCR4 promoter, no research was reported whether AhR plays an important role in CXCR4 expression and regulation of EPCs function. In this proposal, we plan to use the animal model of the carotid artery endothelial injury,chromatin immunoprecipitation (ChIP) technique, and so on , from the animal, cell, molecule levels, to elucidate that the environment factors inhibit SDF-1 α /CXCR4 axis and regulate EPCs’ function through the AhR, thereby affecting vascular endothelial repair process, to provide new ideas for prevention of cerebrovascular diseases.

血管内皮细胞损伤后的功能障碍在脑血管病发生发展中具有重要作用，内皮祖细胞（EPCs）的迁移、着床等功能状态直接决定内皮损伤的修复能力。揭示影响EPCs功能的调控因素及其分子机制有重要的理论和现实意义。环境因素可诱发脑血管疾病，然而其机制尚不清楚。申请者前期研究发现环境污染物二恶英活化其受体AhR可抑制EPCs的趋化迁移能力，提示AhR可调控EPCs功能。趋化因子SDF-1α及表达在EPCs表面的CXCR4对EPCs维持修复功能非常重要。我们还发现CXCR4启动子区存在AhR结合位点，AhR是否在CXCR4表达及EPCs功能调控中具有重要作用，目前尚未见报道。本项目拟通过大鼠颈动脉内皮损伤模型和染色质免疫共沉淀等技术，从动物、细胞、分子等多层面阐明环境因素通过AhR抑制SDF-1α/CXCR4轴调控EPC功能，进而影响血管内皮修复进程，从而为脑血管疾病的防治提供新靶点。

本研究主要内容有:1 TCDD 对小鼠颈动脉内皮损伤修复的影响。 方法:建立小鼠颈动脉导丝损伤模型及颈动脉结扎模型; TCDD 慢性给药:分为 0.1μg/kg， 1μg/kg，10μg/kg 三组剂量组。检测CH-223191对TCDD的拮抗作用。建模 2 周后取颈动脉标本进行病理及免疫组化检测，QPCR 检测IL-1β 等 mRNA 表达差异。结果:两模型中内膜增生明确。TCDD促进损伤模型的内膜增生，慢性给药内膜增生情况与给药剂量呈正比。TCDD 促进新生内膜中的IL-1β表达。拮抗剂CH-223191减弱TCDD诱导的内膜增生。 2.TCDD 对人脑血管平滑肌细胞的影响及机制研究。方法:分别以PDGF-BB、IL-1β、TNF-α及 TGF-β及TCDD 对人VSMC进行刺激，检测α-SMA 、calponin及 IL-1β变化;选用 1nM TCDD 和 40ng/ml IL-1β 单独及共同处理后，检测VSMC增殖迁移能力变化;检测 CH-223191 对 TCDD 的拮抗作用;检测 TCDD 对人VSMC分泌 IL-1β 及NLRP3 炎症小体等表达的影响，选用 NF-κB 抑制剂检测TCDD 刺激后 IL-1β 的变化。结果: IL-1β 促使人脑VSMC表型转化，且增强其增殖迁移能力; TCDD促进人VSMC表型转化，同样促使其内 IL-1β 表达及分泌增高，NLRP3 水平未随 IL-1β 发生变化。NF-κB 抑制剂可抑制 TCDD 诱导的 IL-1β 的表达增加。总结: TCDD 可以促进小鼠颈动脉损伤后内膜增生及新生内膜中 IL-1β 表达的增加; TCDD 可促进VSMC表型转化及 IL-1β 的的表达增加，IL-1β 可促进VSMC表型转化及增殖迁移能力的增加，这可能是 TCDD 促进内膜增生的原因; TCDD 促进 IL-1β 的表达增加可能是由 NF-κB 通路介导的，NLRP3 水平未随 IL-1β 发生变化。