KLF2调控FGF5在糖尿病动脉粥样硬化斑块形成中的作用及分子机制研究

Atherosclerosis is a main complication in diabetes, acute cardiocerebral vascular disease caused by plaque rupture and thrombosis is the main reason of mortality in diabetes. Proliferation of vascular smooth muscle cells plays a pivotal role in atherosclerosis, however, the underlying mechanism is not clear yet. We proved that high glucose inhibited KLF2 expression in HUVECs, a critical transcription factor, and therefore induce FGF5 expression and secretion, which is potential in stimulate cell proliferation. In this study, we will try to illuminate the role of KLF2-FGF5 pathway in VSMC proliferation through EC-VSMC coculture,KLF2 over expression and FGF5 siRNA knockdown. Meanwhile, we will also establish diabetic atherosclerosis animal model by STZ infusing in ApoE-/- mice fed with high fat diet, and interfere FGF5 expression through shRNA lentivirus, and prove the role of KLF2-FGF5 in vivo. Our finding will help with the prevention and treatment of vascular complications in diabetes.

血管平滑肌细胞增殖在糖尿病动脉粥样硬化斑块形成中至关重要，但机制尚不完全清楚。病理条件下，内皮细胞分泌功能改变会刺激平滑肌细胞增殖、促进粥样斑块形成。我们发现高糖环境下内皮细胞KLF2下调导致FGF5表达分泌增加，FGF5具有刺激细胞增殖作用。本课题以内皮细胞和平滑肌细胞的cross talk为切入点，通过建立内皮细胞-平滑肌细胞共培养的细胞模型，ApoE-/-小鼠给予高脂饮食并腹腔注射STZ建立糖尿病动脉粥样硬化动物模型，借助KLF2过表达、FGF5干扰等方法观察高糖刺激下内皮细胞KLF2-FGF5表达变化，从分子、细胞和整体水平探讨糖尿病内皮细胞KLF2-FGF5改变对平滑肌细胞增殖对VSMC增殖和细胞内MAPK通路活性的影响，明确KLF2作为FGF5转录抑制子的地位，探讨该通路对糖尿病动脉粥样硬化斑块形成的作用。本研究的顺利开展，将为糖尿病大血管并发症的防治提供新思路和新靶点。

心血管并发症是糖尿病患者致死的主要原因，本研究通过建立高糖刺激内皮细胞模型、内皮细胞及平滑肌细胞共培养模型及动物模型，对糖尿病动脉粥样硬化的机制及天然药物作用进行了探讨。研究证明高糖刺激下，内皮细胞KLF2及eNOS表达降低、一氧化氮合成减少，提示内皮细胞损伤，这一过程可被根皮苷逆转。高糖刺激的内皮细胞-平滑肌细胞共培养模型中，CCK8检测平滑肌细胞增殖增加，加入根皮苷后细胞增殖受抑制，这一作用依赖于内皮细胞KLF2表达；KLF2 shRNA转染内皮细胞后，根皮苷对平滑肌细胞增殖的抑制作用消失。一氧化氮是介导高糖损伤内皮细胞-平滑肌细胞crosstalk的关键因子，根皮苷通过上调内皮细胞KLF2表达、增加一氧化氮产生抑制平滑肌细胞增殖。这一作用进一步在ApoE敲除小鼠2型糖尿病模型中得到验证，高脂饮食并STZ造模6周后，根皮苷组小鼠颈动脉超 声示内中膜厚度低于糖尿病组、HE染色及VVG染色示主动脉中层平滑肌细胞增殖受抑，尾静脉注射KLF2 shRNA慢病毒颗粒后根皮苷保护作用被阻断。. 本研究证实了KLF2在糖尿病动脉粥样硬化发生中的重要作用并阐明了根皮苷糖尿病血管保护的机制，为小剂量根皮苷作为膳食补充剂防治糖尿病并发症提供了理论依据，KLF2作为关键因子，有望成为糖尿病心血管并发症预防的新靶点。