胰岛素经炎性体途径诱导VSMC转化为炎性表型细胞在动脉粥样硬化中的作用

Insulin resistance is one of the independent risk factors of atherosclerosis (AS) but its pathogenesis remains unknown. Our preliminary studies showed that there was releasing of inflammatory factors such as TNF and IL-1β in the insulin-induced phenotype transformation of vascular smooth muscle cells (VSMC) to gain generation and migration capacity. We also found an up-regulation of the expression of inflammasome (NLRP3/caspase-1）in the transformed VSMC in the intermediate layer of mouse aorta. Hence we hypothesize that insulin may activate intracellular NLRP3/caspase-1 thereby transform VSMC into inflammatory phenotype cells capable of causing inflammation, which participate in the formation of AS. Therefore, the present study is to, by using our established cell and lepr-/- and apo-E/apo-E DKO mice models and conditional NLRP3 knockout mice, and using molecular biological technologies such as immunohistochemisty, PCR and siRNA, identify the biological functionn of insulin induced VSMC transformation by activating and inhibiting NLRP3 pathway. Identification of the signaling pathways and mechanisms responsible for insulin induced VSMC transformation in AS formation is of great clinical and scientific significance.

胰岛素抵抗是导致动脉粥样硬化（AS）的独立危险因素之一，其机制不清楚。我们前期工作发现，在胰岛素诱导血管平滑肌细胞（VSMC）表型转化为具有增殖迁移能力的VSMC过程中伴有TNF、IL-6、IL-1β等炎性因子的释放和炎性体（NLRP3）的表达上调，炎性体的表达上调在模型小鼠主动脉中层的VSMC中也被发现。据此推测：胰岛素诱导的VSMC表型转化可能通过激活细胞内炎性体、使VSMC转化为炎性表型细胞参与AS的形成和发展有关。因此，本研究拟在已建立的胰岛素诱导的VSMC表型转化的细胞模型、AS和糖尿病基因双敲除小鼠及NLRP3基因条件敲除小鼠模型上，采用免疫组化、PCR、siRNA等技术，围绕NLRP3途径研究表型转化后的VSMC的生物学功能。明确胰岛素诱导VSMC表型转化为炎性表型细胞参与AS形成和发展的作用及相关的炎性体激活途径和调控机制，为阐明VSMC在AS发生中的作用及机制奠定基础。

近来的临床研究也显示2型糖尿病、肥胖胰岛素抵抗患者并发动脉粥样硬化主要与及炎性体激活密切相关。我们在离题培养的血管平滑肌细胞和apo-e/lepr双敲小鼠中研究发现，炎性体（inflammasome/caspase-1）可调控脂肪细胞的分化及改变细胞对胰岛素的敏感性。当脂肪细胞分化成胰岛素抵抗表型时NLRP3、Caspase-1表达是上调的。IL-1β增加胰岛素抵抗表型的脂肪细胞caspase-1表达，此作用可被组蛋白乙酰化抑制剂抑制。我们的结果提示：胰岛素虽无直接致炎的作用，但能具有发挥诱导VSMC表型转化的作用；促使炎症的作用；该作用与其促使VSMC表型转化成合成分泌型VSMC，加速VSMC增殖迁移，并具有吞噬脂滴、胆固醇等物质，自分泌释放TNF-α、IL-6和IL-1β等炎性细胞因子类似巨噬细胞样功能的炎性表型效应细胞，直接参与损伤大中血管炎症反应有关。同时通过实验验证了：胰岛素诱导VSMC表型转化后的VSMC具有炎性表型细胞的生物学功能，是通过激活细胞内NRLP3/caspase-1途径，进而激活IL-1β的相互调控的分子机制。.通过我们的实验研究验证了我们的科学假设。① 胰岛素诱导VSMC表型转化后的VSMC具有巨噬细胞样炎性表型细胞的生物学功能，可促进血管平滑肌细胞增殖，释放加速炎症反应的炎性介质，直接参与血管损伤后炎症反应的作用，导致血管动脉粥样硬化发生发展。② 胰岛素诱导VSMC表型转化后的VSMC具有炎性表型细胞的生物学功能，是通过激活细胞内NRLP3/caspase-1途径，进而激活IL-1β的相互调控的分子机制，为阐明胰岛素诱导VSMC表型转化在胰岛素抵抗及高胰岛素血症状态下，动脉粥样硬化的形成和发展提供实验及理论基础。