免疫相关GTP酶IRGM/Irgm1介导的巨噬细胞自噬在动脉粥样硬化发病过程中的作用研究

Atherosclerosis (AS) is the most common chronic inflammatory vascular disease. Macrophages and macrophage-derived foam cells play a crucial role in disease initiation and progression. Recent studies highlighted the mechanisms of macrophage autophagy in atherosclerosis. Our group has long been focused on the multi-facet of autophagy in diseases. We found that immune-related GTPases IRGM participated actively in autophagy. In the detection of IRGM gene polymorphisms in AS cases and controls, we found the rs72553867 AC genotype is associated with the risk of AS. In addition, IRGM is highly expressed by macrophages around the atherosclerotic plaques. Those indicate the involvement of IRGM/Irgm1 regulating macrophage function during atherosclerosis. In order to verify this hypothesis, we propose this project to further investigate the effects and mechanisms of IRGM/Irgm1 regulating the functions of macrophage-derived foam cells in atherosclerosis. These will present new insights into the mechanisms for pathogenesis of atherosclerosis and provide new therapeutic target for atherosclerosis...

动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）是最为常见的发生在大/中血管壁的慢性炎症。巨噬细胞及由其形成的泡沫细胞在AS发生发展中起着至关重要的作用。最新研究发现自噬作为一种重要细胞代偿机制与AS的发病高度相关。我们实验室长期致力于研究细胞自噬在疾病中的作用。我们发现一种名为IRGM 的免疫相关GTP酶积极参与了细胞自噬。在对AS患者和正常人IRGM基因多态性进行分析时，我们发现rs72553867位点的多态性与AS发病有明显的相关性，而且IRGM/Irgm1在AS病灶的巨噬细胞中高表达。基于此，我们提出假设：IRGM/Irgm1可能通过调节巨噬细胞自噬参与了AS发病。为了验证这一假设，本项目拟以人类单核/巨噬细胞以及小鼠AS模型为研究对象从体内外两个方面研究巨噬细胞IRGM/Irgm1对AS发病的影响及其相关机制。此项研究将有助于更好的了解AS发病机制，并为AS治疗提供新的靶点。

免疫相关GTP酶M（Immune-related GTPase M, Irgm1）在感染的炎症反应消退中起到重要调节作用，然而其免疫调节机制还不十分清楚。NLRP3炎症小体是目前研究最为广泛的炎症小体之一，其活化后可参与多种生理或病理性免疫反应。本研究着重探究了Irgm1在调控NLRP3-Caspase-1-IL-1β炎症信号通路中的作用。为此，我们通过腹腔注射细菌脂多糖（LPS）建立小鼠体内炎症模型，并分离小鼠腹腔巨噬细胞，体外给予NLRP3炎症小体的活化刺激物（LPS+ATP）建立体外细胞炎症模型。观察并比较了Irgm1+/+及Irgm1-/-两种基因型在IL-1β生成与分泌、NLRP3炎症小体组分表达、NLRP3炎症小体活性等方面的差异。结果显示，在炎症刺激物的作用下Irgm1-/-小鼠的IL-1β生成与分泌，NLRP3炎症小体组分表达以及NLRP3炎症小体活性等均高于Irgm1+/+小鼠。进一步应用NLRP3炎症小体的抑制剂证实Irgm1缺失所引起的IL-1β过表达是依赖于NLRP3炎症小体信号通路的。另外，我们还发现在LPS+ATP炎症刺激下，Irgm1主要定位于溶酶体且Irgm1与NLRP3、ASC等的结合增多；而Irgm1的缺失使得自噬流受到阻断。因此，我们认为Irgm1可通过自噬负向调控NLRP3炎症小体及IL-1β的合成与分泌，这对于炎症反应的消退与恢复起着重要的作用。