SIRT1/FOXO1信号通路调控内皮细胞内质网应激在放射诱导血管损伤中的保护作用及机制

Radiation-induced vascular injury is one of the most serious complications for patients with malignant tumors. Radiation-induced endothelial dysfunction is a key factor in vascular injury. The molecular mechanism remains unclear. Our previous results showed that inhibition of ERS ameliorates radiation-induced vessel thickening and collagen deposition of thoracic aorta in mice. Activation of SIRT1 inhibited radiation-induced ERS in endothelial cells. FOXO1 (Forkhead box O1) is the substrate of SIRT1. Therefore, we hypothesized that SIRT1 could reduce ERS level by deacetylation of FOXO1, reduce endothelial dysfunction and improve vascular injury through acetylation of FOXO1. Our study aims to use primary cultured vascular endothelial cells and smooth muscle cells, radiation-induced thoracic aortic injury model as the research objects and focus on the endothelial cell apoptosis, inflammatory response and proliferation, migration and fibrosis of smooth muscle cell to investigate the molecular mechanism of SIRT1/FOXO1 signaling pathway inhibits ERS, reduces endothelial cell apoptosis and inflammation, thus ameliorates radiation-induced vascular injury. This study is of great significance to reveal the new pathogenic mechanism and drug target of radiation-induced vascular injury.

放射诱导的血管损伤是恶性肿瘤患者放疗后最主要并发症之一，内皮功能障碍是导致血管损伤的关键，其具体作用机制尚不明确。我们前期研究发现，抑制内质网应激（ERS）能够减少放射诱导的胸主动脉血管壁增厚。通过激活去乙酰化酶1（SIRT1）能够抑制放射诱导的内皮细胞发生ERS。叉头盒转录因子1（FOXO1）是SIRT1的作用底物，因此我们猜测SIRT1通过去乙酰化FOXO1降低内皮细胞ERS，减轻内皮功能障碍，从而改善放射诱导的血管损伤。本项目拟用原代培养的血管内皮细胞和平滑肌细胞，放射诱导的小鼠胸主动脉损伤模型为研究对象，以内皮细胞凋亡、炎症反应以及平滑肌细胞增殖、迁移和纤维化为主线，探讨激活SIRT1/FOXO1信号通路降低内皮细胞ERS水平，减轻放射诱导的血管损伤的分子机制，以期发现放射性血管损伤新的关键机制和药物干预靶点。

内皮功能障碍是导致放射诱导的血管损伤的关键，其具体作用机制尚不明确。我们研究发现，抑制内质网应激（ERS）能够减少放射诱导的胸主动脉血管壁增厚。通过激活去乙酰化酶1（SIRT1）能够抑制放射诱导的内皮细胞发生ERS。叉头盒转录因子1（FOXO1）是SIRT1的作用底物，放射诱导内皮细胞SIRT1表达降低，ERS标志物CHOP表达升高，运用SITR1激动剂SRT1720能够抑制放射诱导的CHOP表达。这些结果表明SIRT1通过去乙酰化FOXO1降低内皮细胞ERS，减轻内皮功能障碍，从而改善放射诱导的血管损伤。在这些结果基础上，我还研究了内皮细胞SIRT1在胆固醇晶体诱导的早期斑块进展中的作用。我们发现，造模后1, 2，3和4周内，胆固醇晶体在内皮下积聚呈时间依赖性；利用共聚焦激光反射探究内皮下的胆固醇结晶来源于内皮本身；通过构建内皮特异性SIRT1小鼠发现，敲除SIRT1能够增加胆固醇结晶在内皮下累积，促进内皮炎症。通过蛋白组学结合GEO数据库分析进一步明确了SIRT1能够去乙酰化IRF-1抑制胆固醇结晶诱导的内皮炎症；通过分子生物学手段（免疫共沉淀等）对该分子机制进行验证；此外，我们收集了颈动脉斑块病人样本，通过免疫荧光染色分析SIRT1和斑块进展的相关性,发现颈动脉斑块病人样本中p-DBC1表达增加，AROS表达降低，表明动脉粥样硬化病理刺激下，SIRT1活性降低且不伴随蛋白表达变化。