5-HT2B受体促动脉粥样硬化作用及其机制研究

The burden of ischemic cardiovascular conditions caused by atherosclerosis (AS) has risen to become a top cause of morbidity, loss of useful life years, and mortality worldwide. Smooth muscle cell (SMC) is the major cell type involved in atherosclerotic plaque formation. SMC phenotypic switch, migration and proliferation may contribute to the development of the atherosclerotic lesions. 5-hydroxytryptamine (5-HT), also known as serotonin, acts as a potent vasoconstrictor of vessels and promotes the proliferation of SMCs. 5-HT-induced vasoconstriction was enhanced in atherosclerotic vessels. In our previous study, we found that 5-HT2BR mediated an enhanced response in vessels and that 5-HT induced the gene expression of 5-HT2BR. We hypothesize that 5-HT2B receptor mediated 5-HT regulated SMC phenotypic switch, migration and proliferation in atherosclerotic vascular disease. Driven by this central hypothesis, we propose the following studies: 1) illustrate the expression and localization of 5-HT2BR in atherosclerotic lesion and its proatherogenic function; 2) characterize the function of 5-HT2BR in mediating SMC phenotype switch, migration and proliferation; 3) investigate the underlying signal transduction of 5-HT2BR in promoting AS; 4) examine the role of inhibiting 5-HT2BR function in atherosclerotic process. These studies should provide new insights into our understanding of AS pathological processes and novel preventive and therapeutic strategies for AS.

动脉粥样硬化及其所致冠心病、中风等心血管疾病是危害人类健康的高发病、高死亡、高致残的重大疾病。血管平滑肌细胞表型转化、迁移和增殖是粥样硬化斑块形成的重要环节。血管活性物质五羟色胺（5-HT）是一种血管收缩因子并具有促平滑肌细胞增殖，迁移的作用，在动脉粥样硬化血管病变患者血浆中5-HT浓度显著增加。基于前期研究和预实验证据，我们提出： 5-HT2B受体（5-HT2BR）介导了5-HT在动脉粥样硬化血管病变中的作用。课题将围绕这一中心假说开展工作：1）明确5-HT2BR在动脉粥样硬化斑块中的表达定位及其促动脉粥样硬化作用；2）阐明5-HT2BR介导血管平滑肌细胞表型转化、迁移和增殖的作用；3）探讨5-HT2BR促动脉粥样硬化的分子机制；4）研究抑制5-HT2BR功能在动脉粥样硬化发展中的作用。本课题为动脉粥样硬化血管病变病理机制及防治提供新的理论和实验依据。

动脉粥样硬化及其所致冠心病、中风等心血管疾病是危害人类健康的高发病、高死亡、高致残的重大疾病。血管平滑肌细胞表型转化、迁移和增殖是粥样硬化斑块形成的重要环节。血管活性物质五羟色胺 (5-HT) 是一种血管收缩因子并具有促平滑肌细胞增殖，迁移的作用，在动脉粥样硬化相关血管病变患者血浆中5-HT浓度显著增加。通过一系列分子、细胞及在体研究验证了我们的假说: 5-HT2B受体 (5-HT2BR) 介导了5-HT在血管重构这一动脉粥样硬化主要病理环节中的作用。股动脉导丝拉伤造成的血管重构模拟了动脉粥样硬化管腔狭窄病理过程，利用该模型我们发现5-HT2BR激动剂促进血管损伤后内膜新生过程，同时平滑肌细胞增殖能力显著增强。体外分离培养大鼠主动脉平滑肌细胞，BrdU掺入实验，划痕愈合实验以及transwell实验证明，5-HT2BR的激活促进细胞增殖和迁移，并通过mTOR/p70S6K信号通路介导这一功能。我们发现作为Gαq蛋白偶联受体，5-HT2BR的下游PLC拮抗剂U73122并不能抑制5-HT2BR介导的mTOR通路激活，而使用siRNA敲低β-arrestin2的表达水平后可以显著抑制mTOR通路的激活，说明5-HT2BR偏倚性通过β-arrestin2传递下游信号。在5-HT2BR敲除小鼠中，导丝拉伤所致的血管重构过程被抑制，胶原沉积和血管平滑肌增殖功能均显著降低。以上结果阐明了5-HT2BR的激活诱导平滑肌细胞的增殖和迁移，从而促进了血管损伤重构。该研究为动脉粥样硬化血管病变的发病机制提出了新的思路。在本项目资助下，课题组共发表标注本课题资助的SCI论文3篇，获得专利1项。相关研究被美国2017 Keystone Symposia (Frontiers of Serotonin Beyond the Brain) 会议邀请作口头报告，获得第61届中国科学技术论坛-中国病理生理学会血管医学专业委员会第二届学术研讨会青年论坛口头报告一等奖。获得首届中国大连受体会议、基础医学一流学科建设高峰论坛、暨医学科学研究院第三届年会壁报演讲一等奖。协助指导博士研究生3名、硕士研究生2名。