Sirt1介导的去乙酰化修饰对动脉粥样硬化血管外膜细胞自噬的调节及机制

Recent studies indicated that autophagy plays a key role in cell survival/death and plaque stability in the pathogenesis of atherosclerosis (AS). Acetylation is one of the important ways of regulating autophagy. Sirtuin 1 (Sirt1) belongs to a highly conserved family of nicotinamide adenine dinucleotide-dependent (NAD+-dependent) histone deacetylase. Our previous study found that Sirt1 inhibited vascular adventitia fibroblasts apoptosis in AS. Therefore, we hypothesize that Sirt1 regulate vascular adventitia autophagy by deacetylating its target proteins during atherogenesis. The effects of Sirt1 on vascular adventitia autophagy are determined in ApoE-/-/ Sirt1-/+ mice and vascular adventitial related cells. Further we study whether Sirt1 regulate cell autophagy directly or by deacetylating FoxO1、NF-κB、 mTOR and FoxO3. The relation between vascular adventitia autophagy and apoptosis will also be clarified. The study not only provides new theoretical bases for the regulation of acetylation on cell autophagy and apoptosis in AS, but also lays the foundation for clinical application.

新近发现：自噬是调控动脉粥样硬化(AS)中细胞存活和斑块稳定的关键因素，而乙酰化修饰是调节自噬的重要方式之一。我们前期研究发现：组蛋白去乙酰化酶Sirt1通过去乙酰化作用抑制AS中血管外膜细胞的凋亡。因此，我们假设Sirt1的去乙酰化修饰对AS中血管外膜自噬有调控作用。本项目运用ApoE-/-/ Sirt1-/+ 小鼠、血管外膜相关细胞，通过对AS过程中血管外膜自噬现象的观察，明确AS中外膜异常引发的自噬是促进细胞存活还是诱导凋亡/死亡；通过Sirt1对AS中自噬的影响和机制研究，揭示Sirt1去乙酰化修饰对AS中自噬调节是直接作用或通过核转录因子FoxO1、NF-κB等进行调控；进一步比较Sirt1对血管外膜自噬和凋亡的调节作用是否存在相关性，阐明AS中Sirt1去乙酰化修饰对细胞自噬与凋亡的关系。该研究不仅为乙酰化修饰对AS中细胞自噬、凋亡的调节提供依据,而且为临床应用奠定实验基础。

自噬是调控动脉粥样硬化(AS)中细胞存活和斑块稳定的关键因素，而乙酰化修饰是调节自噬的重要方式之一。我们前期研究发现：组蛋白去乙酰化酶Sirt1通过去乙酰化作用抑制 AS 中血管外膜细胞的凋亡。本项目以血管外膜成纤维细胞和ApoE-/-小鼠外膜为研究对象，在整体和离体水平，分别研究了组蛋白去乙酰化酶SIRT1对动脉粥样硬化（Atherosclerosis, AS）过程中血管外膜成纤维细胞自噬的影响以及药物羟基酪醇的作用，并对其相关的信号通路进行了研究，获得了预期的结果。在血管外膜成纤维细胞和ApoE-/-小鼠颈动脉外膜研究中发现，SIRT1可抑制TNF-α诱导血管外膜成纤维细胞的自噬相关基因Beclin1和LC3表达，而在ApoE-/-小鼠颈动脉粥样硬化形成过程中，血管自噬和炎症水平升高，SIRT1能通过自噬调控AS过程中脂质沉积和炎症因子的表达。进一步研究其机制发现，SIRT1通过Akt-mTOR和去乙酰化Atg5调控细胞的自噬；调脂药非诺贝特也能通过SIRT1抑制细胞凋亡和炎症反应。此外，通过计算机模拟分析和筛选发现，羟基酪醇可能激活SIRT1，课题组在细胞和整体水平也证明，羟基酪醇可以通过SIRT1-Akt-mTOR通路调控血管外膜的自噬，从而抑制AS过程中炎症的反应。在研究的过程中，我们获得了新的、有意义发现，SIRT1不仅影响血管外膜成纤维细胞的自噬，还参与了AS过程中巨噬细胞的自噬，因此我们增加了“SIRT1调控巨噬细胞自噬”相关研究内容，结果表明，SIRT1可通过去乙酰化Atg5调控巨噬细胞的自噬，从而影响AS的过程中斑块形成和脂质蓄积。. 以上研究结果已发表了9篇SCI论文、1篇中文综述，另有4篇SCI论文正在修稿过程中，并已申请了2个专利。参加了10次国内外学术会议，共发表了13篇会议论文/接要。获得了2013年陕西省科学技术奖（一等奖）1项。培养了2个博士研究生和2个硕士研究生。该研究不仅表明了血管外膜参与了AS的发生、发展，进一步阐明了去乙酰化修饰对血管外膜、巨噬细胞自噬的影响及相关信号通路，还提示羟基酪醇通过激活SIRT1调节自噬过程从而影响AS，阐明了AS发生、发展的新机制，为抗AS药物筛选和研究提供了提供了研究方向。