富勒烯通过改善内皮细胞功能防治动脉粥样硬化

动脉粥样硬化是一类严重影响人们健康及生活质量的心血管疾病，而内皮细胞异常与动脉粥样硬化的发生、发展密切相关。目前使用的抗动脉粥样硬化药主要存在的问题：一是阻断正常生理运行所需物质的功能；二是对肝脏、肾脏功能伤害较大，故研发新型、有效、低毒的抗动脉粥样硬化药物是十分必要的。金属富勒烯[Gd@C82(OH)22]n是"纳米生物效应与纳米安全性联合实验室"自主研发的一类对细胞、动物无毒的新型纳米材料，前期实验结果表明：[Gd@C82(OH)22]n可调节内皮细胞粥样硬化相关基因的表达及体内细胞因子分泌。本研究拟在此基础上，从基因、细胞和动物三个层面深入研究[Gd@C82(OH)22]n对血管内皮细胞形态、功能的影响，体内细胞因子分泌以及动脉粥样硬化斑块的改变情况，并分析不同结构和浓度的富勒烯作用的差异及规律，预期寻找一种治疗动脉粥样硬化的新途径，并为纳米粒子在心血管疾病中的应用提供参考依据。

目前课题基本完成，系统地从动物、细胞、基因水平分析了不同结构的富勒烯衍生物对血管内皮细胞结构、功能的影响，并探索其潜在机制。另外，从基因表达水平全面分析比较了金属内包富勒醇Gd@C82(OH)22对于内皮细胞和肿瘤细胞所产生的不同作用。已发表SCI文章4篇投稿1篇，此外还有部分数据正在验证和整理阶段。所取得的成果主要包括：.一、富勒烯衍生物对鼠主动脉内皮细胞功能及基因表达的影响。.1、C60，C70的羟基、氨基、羧基衍生物以及金属内包的富勒醇Gd@C82(OH)22能够促进受损内皮细胞分泌NO。不同的衍生物之间作用没有明显差异。.2、Gd@C82(OH)22有促进血管生成、修复的作用。C60和C70衍生物没有明显作用。.3、富勒烯衍生物能够促进受损内皮细胞NO合酶的表达，有利于分泌NO。对ACE、ICAM-1、 VCAM-1、P选择素和E-选择素的表达没有明显影响。.4、Gd@C82(OH)22抑制动脉粥样硬化斑块的形成，C60和C70衍生物没有明显的作用。.二、Gd@C82(OH)22对脐静脉内皮细胞ECV304及乳腺癌细胞MCF-7基因表达影响分析。.1、Gd@C82(OH)22可以引起ECV304和MCF-7的G0/G1期阻滞。部分机制是诱导cyclinD2，CDK4，cyclinE，CDK2基因表达下调，P21表达上调。.2、Gd@C82(OH)22对转运相关基因HFE，凋亡基因Bcl-2，Bax 等的表达有不同程度调节作用。.3、Gd@C82(OH)22使MCF-7细胞中内质网蛋白处理信号通路出现明显的下调，引发蛋白错误折叠，但对于内皮细胞作用不明显。说明Gd@C82(OH)22对内皮细胞无明显的毒副作用。.4、Gd@C82(OH)22上调MCF-7细胞的NOD样受体信号通路，对ECV304无明显作用。其中，MCF-7细胞中的caspase-1的表达明显上调，从而激活细胞焦亡，而ECV304中的caspase-1的表达呈现下调的趋势。说明Gd@C82(OH)22在炎性细胞死亡方面对内皮细胞有保护的作用。.5、Gd@C82(OH)22对于ErbB信号通路有调节作用。如MCF-7细胞中，AR和TGF- α基因上调，而在ECV304下调。因此，Gd@C82(OH)22对乳腺癌细胞的增殖有明显的抑制作用，但对于正常的内皮细胞却没有显著的影响。