DNMT1炎性活化巨噬细胞促动脉粥样硬化的效应及机制研究

Macrophage-mediated chronic inflammation is causally linked to the initiation and development of atherosclerosis (AS). DNA methylation is a crucial mechanism regulating macrophage polarization, with the role in the development of AS being still obscure. We are the first to demonstrate that the expression of DNA methytransferase 1 (DNMT1) was notably increased in AS-associated macrophages. The previous data indicated that macrophage DNMT1 induced methylation of PPARγ and PGC1-α in the promoter region and inhibited the mRNA levels of PPARγ, PGC1-α and the proinflammatory cytokines. The in vivo experiment indicated macrophage DNMT1 could aggravate AS development via inflammasome pathway. Given the protective function of PPARγ and PGC1-α, we presumed that macrophage DNMT1 could methylate the promoters of PPARγ and PGC1-α, and suppress PPARγ and PGC1-α-mediated mitochondrial function. The mitochondrial dysfunction would result in inflammasome activation and AS development. Based on the in vivo models of macrophage DNMT1, PPARγ and PGC1-α transgenic and ApoE gene knockout mice, the in vitro model of primary macrophages and the intervention of mitochondrial function and inflammasome signal, we are to elucidate the effects and mechanisms of DNA methytransferase DNMT1-mediated aggravation of atherosclerosis through activation of macrophages. Our studies hold promise of developing novel strategies to the management of AS in clinics.

巨噬细胞介导的慢性炎症参与动脉粥样硬化（AS）的发生发展。DNA甲基化是调控巨噬细胞炎症活性的重要分子机制，但其在AS进展中的作用尚不明确。我们率先发现AS相关的巨噬细胞甲基化酶DNMT1表达上调，DNMT1可甲基化PPARγ及PGC1-α启动子区并抑制其表达，进而炎性活化巨噬细胞。在体研究证实巨噬细胞DNMT1可通过炎性体信号促进AS进展。。鉴于PPARγ及PGC1-α的线粒体保护作用，我们推测：巨噬细胞DNMT1可能通过DNA甲基化抑制PGC1-α及PPARγ介导的线粒体功能，激活炎性体信号；最终通过活化巨噬细胞促进AS进展。本项目拟以巨噬细胞DNMT1、PPARγ、PGC1-α转基因及ApoE敲除小鼠为研究模型，以原代巨噬细胞为研究对象，通过离体及在体干预线粒体功能和炎性体信号，阐明DNMT1炎性活化巨噬细胞促进动脉粥样硬化的效应及机制，有望为临床上预防和治疗AS提供新的思路和靶标。

动脉粥样硬化（Atherosclerosis,AS）是全球性的常见病、多发病，极易导致冠心病、脑卒中等多种疾病，严重地危害人类健康和生存质量，是心血管领域关注的热点。新近研究表明，巨噬细胞介导的慢性炎症，参与了AS的发生发展过程。调控巨噬细胞的活化状态，有望成为干预AS进展的新策略。DNA甲基化是调控巨噬细胞炎症活性的重要分子机制，但其在AS进展中的作用尚不明确。项目拟探索DNA甲基转移酶 （DNAmethyltransferase,DNMT）1 炎性活化巨噬细胞的分子机制及其在动脉粥样硬化进展中的作用，主要研究内容涉及：1、解析巨噬细胞 DNMT1 对 PGC1-α及 PPARγ基因的表达调控机制。2、揭示巨噬细胞DNMT1对线粒体功能的调控作用机制。 3、解析巨噬细胞DNMT1对 NLRP3炎性体信号的调控作用机制。4、在体阐明巨噬细胞DNMT1对巨噬细胞活性以及对AS 的调控作用机制。相关研究成果包括：1、发现在动脉粥样硬化（AS）环境下，不同组织来源的巨噬细胞DNMT1均显著表达增高；2、巨噬细胞特异的DNMT1基因能显著加快动脉粥样硬化的进展；3、在致动脉粥样硬化环境下，DNMT1基因能显著促进炎性因子（TNFα、IL1、IL6）的产生；4、DNMT1能显著抑制抗炎因子PPAR-γ的表达；5、AS条件下，DNMT1通过PPAR-γ信号通路调控巨噬细胞炎性细胞因子的产生；6、PPAR-γ能显著对抗DNMT1引起的炎性因子表达；7、PPAR-γ激动剂罗格列酮能改善DNMT1引起的AS进展。本项目首次提出 DNA 甲基化酶DNMT1在动脉粥样硬化AS发生发展中的重要作用及相关机制；所涉通路中的相关因子，有望成为预防和治疗AS的新靶标。