1型多聚ADP核糖合成酶在动脉粥样硬化发病中的作用和机制研究

动脉粥样硬化是由炎症反应推动、以脂质在血管壁沉积为特征、反复发生的血管壁的炎症损伤、修复和重塑过程。病变血管组织内出现的蛋白质异常表达是斑块形成、发展和糜烂破裂的基础；而动脉粥样硬化相关细胞在各种危险因素刺激下发生的氧化应激则是触发蛋白质/基因异常表达的"起始信号"。因此，抑制氧化应激所致蛋白质/基因异常表达将有效阻止动脉粥样硬化的发生发展。1型多聚ADP核糖合成酶（PARP1）是一种对DNA断端敏感的核蛋白酶，能被氧化应激分子激活从而参与调控多个转录因子的转录激活。抑制PARP1可阻止动脉粥样硬化发展，申请者最近的研究表明PARP1参与了多个动脉粥样硬化相关基因表达的调控，提示PARP1激活介导了氧化应激所致蛋白质/基因的异常表达。深入研究PARP1在动脉粥样硬化发病中的作用和机制，将进一步阐明动脉粥样硬化发病的分子机理，并为其早期诊断、治疗和预防进步提供理论和实验依据。

本课题历时3年，所有工作按计划完成。本项目通过动物模型构建、细胞实验等工作研究了1型多聚ADP核糖合成酶（PARP1）在动脉粥样硬化发病中的作用和机制。研究证实了PARP1在动脉粥样硬化发生发展过程中的关键作用。使用PARP1抑制剂显著改善了高胆固醇饮食所致大鼠血脂代谢的异常和血管紧张素II所致大鼠动脉血管的重塑；抑制PARP1活性或敲除PARP1基因明显改善了高脂饮食所致小鼠血脂代谢异常和肝脏脂质沉积。体外细胞实验及无细胞系统实验进一步揭示了PARP1 对动脉粥样硬化相关细胞内多种基因异常表达的调控作用和对相关转录因子转录激活的影响，并找到了转录激活受PARP1调控的多个转录因子Smad3、ERα、LXRα、PPARα、FXRα等。我们发现：1）PARP1通过对Smad3的多聚ADP核糖化修饰作用促进了血管紧张素Ⅱ/TGF-β1诱导的大鼠平滑肌细胞中胶原蛋白、基质金属蛋白酶及其抑制物基因的转录；2）LXRα激动剂能抑制PARP1激活，PARP1作为LXRα的共合作子通过双重调节作用机制调控肝癌细胞系 HepG2 细胞中胆固醇代谢相关基因的转录；3）雌激素可直接激活PARP1，PARP1通过对ERα的多聚ADP核糖化修饰作用促进大鼠血管平滑肌细胞中TGFα、IGF1、cyclinD1的表达；4）PARP1通过对PPARα的多聚ADP核糖化修饰作用抑制HepG2 细胞中脂质代谢相关基因的表达；5）PARP1与FXRα相互作用调控HepG2 细胞中胆汁代谢相关基因的转录。我们的研究成果进一步阐明了动脉粥样硬化发病的分子机理，并为其早期诊断、治疗和预防进步提供了理论和实验依据。.本项目实施过程中共发表SCI文章5篇，其中包括影响因子5分以上文章一篇。本项目研究累计培养研究生近20人，其中硕士在读8人，毕业6人，博士在读4人，毕业2人，并培养40岁以下中青年学术带头人一名。我们在实验过程中运用了多种分子生物学实验技术和手段，包括PARP真核载体构建后蛋白纯化，PARP功能区域载体蛋白纯化等，为后续研究工作的开展搭建了先进的实验技术平台。