钠钙交换蛋白SLC24A6通过Calcineurin/BAD介导的信号通路在糖尿病大血管病变发病过程中的作用及机制研究

Apoptosis of vascular endothelial cells plays an important role in the phathogenesis of diabetic macrovascular complications. Our previous studies indicated that high glucose culture elevated intracellular Ca2+ concentration, increased calcinuerin phosphatase activity, and then decreased phosphorylation of BAD, and finally resulted in apoptosis of human aortic endothelial cell (HAEC). So we proposed the possible molecular mechanism of SLC24A6 underlying the pathogenesis of diabetic macrovascular complications as follows: Apoptosis of vascular endothelial cells which was caused by high glucose-induced activation of SLC24A6-Ca2+-Calcineurin/BAD signaling pathway contributed to diabetic macrovascular complications. SLC24A6 conditional knockout mouse models have been successfully established in our study. We are looking forward to getting the grant from NSFC which will support us to push the study of SLC24A6 extensively. In the future study, we are going to focus on animal models including diabetic animal models and vascular endothelial-specific SLC24A6 knockout animal models and cell culture experiments, try to elucidate the role and the molecular mechanism of SLC24A6-Ca2+-Calcineurin/BAD signaling pathway in the phathogenesis of diabetic macrovascular complications.

血管内皮细胞凋亡是糖尿病大血管病变发病的重要病理基础，课题组的前期研究发现，高糖通过上调钠钙交换蛋白SLC24A6的表达，升高细胞内Ca2+浓度，增强Calcineurin磷酸酶的活性，降低BAD的磷酸化水平，最终导致人主动脉内皮细胞（HAEC）凋亡，为此，课题组提出了SLC24A6在糖尿病大血管病变发病过程中可能的分子机制：高糖诱导的"SLC24A6-Ca2+-Calcineurin/BAD"信号通路的激活引起血管内皮细胞的凋亡，从而导致大血管病变的发生，目前课题组已成功建立了SLC24A6条件性基因剔除小鼠模型。课题组期望得到国家自然科学基金的资助，将SLC24A6的研究深入下去，在细胞水平、糖尿病动物模型以及血管内皮细胞SLC24A6特异剔除动物模型的层面上深入研究"SLC24A6-Ca2+-Calcineurin/BAD"信号通路在糖尿病大血管病变中的作用，并明确其中的分子机制。

内皮功能紊乱参与了糖尿病血管病变的发病过程，有证据显示，在这个过程中，高糖诱导的内皮细胞凋亡发挥了重要的作用。然而，高糖导致内皮功能紊乱的发生机制还并未完全阐明。在本项目中，我们研究了钠/钙交换蛋白-SLC24A6在高糖诱导的内皮细胞功能紊乱过程中的作用和可能的机制。我们发现SLC24A6在糖尿病人、STZ诱导的糖尿病猴以及db/db和高脂饮食的糖尿病小鼠主动脉组织中的表达都显著升高；过表达SLC24A6导致内皮细胞内的钙离子水平显著升高，calcinuerin磷酸酶活性显著升高，BAD磷酸化水平下降和细胞凋亡增加；高糖能够引起内皮细胞内SLC24A6表达显著升高，并伴有calcinuerin磷酸酶活性升高和细胞凋亡增加等内皮细胞功能紊乱；然而，shRNA介导的SLC24A6敲减却能够逆转上述高糖导致的内皮细胞功能紊乱；calcinuerin磷酸酶的抑制剂FK506能够保护内皮细胞免遭高糖或SLC24A6过表达导致的细胞凋亡；体内给予高脂饲养的ApoE剔除小鼠FK506能够显著减少动脉粥样硬化的面积。上述结果说明，SLC24A6通过调控细胞内Ca+浓度以及下游的calcinuerin/BAD信号通路，在高糖诱导的内皮细胞凋亡过程中发挥重要的作用。我们的研究提示，SLC24A6介导的Ca+/calcinuerin信号通路是糖尿病大血管并发症一个新的发病机制，也提示抑制calcinuerin磷酸酶可能成为治疗糖尿病动脉粥样硬化疾病新的治疗途径。