“剪切应力-Fractalkine/CX3CR1"协同调控血管内皮细胞炎症反应的机制研究

The epidemiological data show that Xinjiang Region of China is considered a high incidence of cardiovascular disease,and the morbidity and mortality rate are remarkably increaseded in the lately years. Inflammatory activation of Vascular endothelial cell is a common pathological and physiological basis of atherosclerosis and other diseases. Chemokine Fractalkine and its high affinity receptor CX3CR1 expression plays a key role in the pathogenesis of various inflammatory diseases. Previous in vitro and in vivo experimental results show : vascular endothelial cells of the atherosclerotic model in low shear stress area express FKN/CX3CR1 upragulation in early, and the expression level of FKN/CX3CR1 and atherosclerosis is closely related to the process; low shear stress may also be a time - intensity dependent upregulation of endothelial cells cultured in vitro FKN/CX3CR1.To further explore the " shear stress - FKN/CX3CR1 " collaborative how to regulate vascular endothelial cell injury induced by the project, focuses on the analysis of " FKN/CX3CR1→G protein→NF-κB, inflammatory mediators, chemokines, adhesion molecules expression of endothelial cells, " this information transmission path, for the early diagnosis of diseases, such as early prevention and treatment of atherosclerosis to provide new ideas and an important therapeutic target.

新疆是我国心血管病高发地区, 心血管疾病的发病率和死亡率呈逐年快速上升趋势。血管内皮细胞炎症激活是动脉粥样硬化等多种心血管疾病的共同病理生理基础，趋化因子Fractalkine及其高亲和力受体CX3CR1表达是多种炎症性疾病的始动环节。课题组前期体内外实验结果显示：动脉粥样硬化模型的血管低剪应力区域内皮细胞FKN/CX3CR1早期上调表达，且FKN/CX3CR1表达水平与动脉粥样硬化进程密切相关；低剪切应力作用亦可呈时间-强度依赖性地上调体外培养内皮细胞FKN/CX3CR1的表达。本项目拟进一步探讨"剪切应力-FKN/CX3CR1"协同如何调控血管内皮细胞炎症反应的相关分子事件，着重分析"FKN/CX3CR1→G蛋白→NF-κB→内皮细胞炎症介质、趋化因子、粘附分子表达"这条分子信息传递的力学生物学机理，为动脉粥样硬化等疾病的机制研究以及选择有效的早期诊断、预防和药物治疗的分子靶点奠定基础

血管内皮细胞的炎症反应和功能紊乱是动脉粥样硬化（Atherosclerosis,AS）等心血管疾病的早期始动环节，亦是中心环节。内皮细胞炎症控制是AS 最有前途的干预手段之一，对于AS 等的早期诊断和治疗具有重要的临床意义。本研究：（1）研究剪切应力作用强度和作用时间对内皮细胞 CX3CR1 表达的影响规律，诱导 CX3CR1 表达的最适强度为4.14 dyn/cm2，在4.14 dyn/cm2低剪切应力作用下，内皮细胞CX3CR1的表达与剪切应力具有时间依赖性，CX3CR1 mRNA随时间增加，在2 h表达量最高，CX3CR1蛋白质表达量随时间增加，在4 h表达量最高。因此，在低剪切应力诱导 AS 的形成及发展过程中，CX3CR1 参与 AS 的形成，并与AS 的形成及发生发展关系密切。（2）研究了不同浓度FKN影响内皮细胞CX3CR1的表达情况，诱导CX3CR1表达的最佳作用浓度是25ng/mL。在25 ng/mL FKN作用浓度下，内皮细胞CX3CR1的表达对FKN具有时间依赖性，CX3CR1蛋白表达随时间增加而升高，在24h到达高峰。（3）对内皮细胞施加不同的处理，利用慢病毒RNAi转染内皮细胞，阻断了FKN/ CX3CR1，用NF-κB 阻断剂二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)，抑制NF-κB通路。LSS组与对照组相比， CX3CR1 mRNA和蛋白表达明显升高，细胞胞浆P65蛋白表达减少，胞核P65蛋白表达增加，IKB蛋白表达明显降低，采用免疫荧光技术检测P65定位情况入核增加，血管细胞粘附分子1（VCAM-1）、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）和炎症因子白介素-6（IL-6）蛋白表达增加，粘附实验检测内皮细胞与单核细胞之间的粘附作用增加；LSS+SiCX3CR1组和LSS+PDTC组与LSS组相比，胞浆P65蛋白表达明显升高，组胞核P65蛋白表达明显降低，IKB蛋白表达明显升高，P65入核减少，VCAM-1、 ICAM-1和IL-6蛋白表达明显降低，内皮细胞与单核细胞之间的粘附作用减少。沉默内皮细胞CX3CR1 基因，阻断了FKN/ CX3CR1，用NF-κB 阻断剂二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)，抑制NF-κB通路后，发现能够减少低剪切应力引起的粘附分子和炎症介质的表达，由NF-κB通路介导。