血管内皮细胞脂肪自噬的介导及阻隔机制研究

The vascular endothelium,a common target of cardiovascular disease risk factors, is also the key to the prevention of cardiovascular disease. Recent studies show that lipid droplet autophagy，also macrolipophagy, plays an important role in the metabolic syndrome. From the point of view of the caveolae closely associated with autophagy and combination with the pre- experimental results, this study proposes assumptions: caveolae play a very important role in the regulation of macrolipophagy under different dietary patterns and phytochemicals, which will be an important mechanism for vascular endothelial cell lipid droplet autophagy. In our project, we will employ both cell signaling and target gene expression regulation method:1) to explore the relationship of caveolae and autophagy under different dietary patterns and phytochemicals 2) to analysis the mechanism of the caveolae related cell lipid droplet autophagy regulation. 3) to verify the mechanism in NIH3T3-L1 cells and vascular smooth muscle cells in vitro and zebra fish in vivo with different phytochemicals(EGCG and genistein). The project will be helpful to clarify the caveolae's role in macrolipophagy regulation in the case of different dietary patterns and intake of phytochemicals.

血管内皮是各种心血管疾病危险因素的共同作用靶点，也是预防心血管疾病的关键所在。新近研究表明细胞内脂肪（脂滴）自噬在代谢综合征中发挥重要作用，本研究拟结合前期研究结果，从胞膜窖与自噬密切关联的角度出发提出假设："不同膳食模式和植物化学物对胞膜窖产生调节，进而调节脂肪自噬，是血管内皮细胞脂肪自噬介导及阻隔的重要机制"。 本项目选择白藜芦醇为植物化学物的代表，采用细胞信号通路分析和靶基因表达等方法从三个角度进行探究：1）在动物实验中探索胞膜窖与自噬现象在不同膳食模式和植物化学物作用下的关系；2）在体外细胞实验中分析胞膜窖关联的细胞脂滴自噬调节机制；3）在体外细胞（3T3-L1细胞、平滑肌细胞）和模式生物（斑马鱼）实验中，验证其它典型植物化学物（EGCG、染料木黄酮）的相关自噬调控机制。本项目的实施有助于阐明胞膜窖在不同膳食模式和植物化学物摄入情况下调节脂肪自噬的机制。

高糖高脂参与心血管疾病及代谢综合症等相关疾病的发生与发展，然而限食可以延缓衰老，延长寿命，降低多种与肾脏疾病、糖尿病等代谢性疾病的发病风险，这可能与不同膳食模式对自噬的诱导相关。绿茶多酚对心血管疾病、代谢综合征、神经退行性疾病、癌症和肾脏病具有很强的保护作用已被广泛报道，而这些益处可能是由自噬介导。探究多酚类物质如绿茶多酚和白藜芦醇（RSV）可否通过调节自噬改善高糖高脂对机体造成的损伤是本研究的主要目的。本课题选用斑马鱼与Wistar大鼠构建三种膳食模式动物模型，即（1）正常摄食（2）限食（3）过度或高脂摄食，同时设定GTPs与RSV 在种膳食模式下的处理，同时用牛主动内皮细胞（BAECs）和人肾小管上皮细胞（HK-2）作为细胞模型，研究高糖高脂对肾脏损伤、微量元素、自噬和自噬流的影响及GTPs与RSV对高糖高脂诱导的机体损伤的改善作用。我们的研究结果表明，高脂膳食喂养Wistar大鼠可造成肾脏的早期损伤，抑制肾脏自噬并造成溶酶体损伤，然而绿茶多酚干预能够缓解高脂膳食诱导的肾脏损伤和自噬抑制，同时限食也增强自噬。同时我们发现高脂膳食可以降低大鼠全血中Ca、Zn 含量，茶多酚干预可改变全血中多种元素的稳态。过度摄食导致斑马鱼肥胖，血糖升高，肝脏组织脂肪浸润和肝索结构紊乱，同时自噬被抑制，然而RSV可通过胞膜窖/ Cav-1 途径调节过度饮食诱导的自噬抑制，并有效防止肝脏脂肪变性，起到保护肝脏的作用。在细胞模型中，高糖高脂抑制自噬流，GTPs诱导自噬流水平增加，同时GTPs可以改善高糖高脂诱导的自噬流抑制。因此，我们可以得出结论，GTPs和RSV具有类似限食诱导自噬的作用，并且可以缓解高脂或过度饮食诱导的自噬抑制从而发挥肾脏保护和调节脂代谢的作用。