脂肪细胞来源Microparticles介导新生血管生成在2型糖尿病易损斑块形成中的作用

Pathological neoangiogenesis has a pivotal role in the progression of vulnerable atherosclerotic plaques, and inflammation represents a critical causal factor promoting intraplaque neoangiogenesis. Adipose tissue inflammation is one of the underlying causes of diabetic atherosclerosis. Microparticles are important transport vehicle between adipose tissue and blood vessels. However, it still remains unclear whether microparticles released from adipose tissue can build a bridge between adipose tissue inflammation and pathological neoangiogenesis promoting progression of atherosclerotic plaques. Our previous studies have shown that adipocyte-derived microparticles (ADM) carried large amounts of pro-angiogenic factor Hedgehog protein. Therefore, we hypothesize that adipose tissue may build a bridge between adipose tissue inflammation and pathological neoangiogenesis in diabetes via ADM harboring Hedgehog protein. At levels of cell, animal and clinical specimens from patients, we aim to conduct systematic and in-depth exploration of the mechanism by which Hedgehog signaling pathway mediated by ADM promote neoangiogenesis and further effect the progression of diabetic vulnerable plaques. These results may provide new targets for prevention and cure of macrovascular complications of diabetes.

病理性新生血管是动脉粥样硬化易损斑块形成的重要机制，炎症又是斑块内血管新生的核心驱动因素，脂肪组织炎症是糖尿病动脉粥样硬化形成的根源之一。Microparticles（微粒）是脂肪组织与血管间信息传递的重要载体，但是脂肪组织能否通过释放Microparticles 架起脂肪组织炎症和病理性新生血管生成之间的桥梁,促进易损斑块形成尚不清楚。我们前期研究表明脂肪来源的Microparticles（ADM）携带大量的促血管生成因子Hedgehog蛋白。因此，我们提出脂肪组织是通过Microparticles及其携带的Hedgehog蛋白架起了糖尿病状态下脂肪组织炎症和病理性新生血管生成之间桥梁的研究计划。本课题拟在细胞、动物和临床患者标本3个层面，深入探讨ADM介导的Hedgehog信号通路促进病理性新生血管生成，进而影响糖尿病易损斑块形成的机制。研究结果将为糖尿病大血管并发症的防治提供新的靶点

心血管疾病是糖尿病患者最严重的并发症。粥样斑块破裂导致的急性冠脉综合征（ACS）是糖尿病患者心血管事件的主要原因，但糖尿病患者冠状动脉病变严重、易损斑块发生率高的机制尚未完全阐明。本项目应用分子生物学、细胞生物学、病理组织学等技术，以2型糖尿病ApoE-/-小鼠为对象，以内皮细胞为切入点，对脂肪细胞来源exosomes（ADEs）介导的血管新生在糖尿病易损斑块的发生发展中的作用进行了研究，结果显示：⑴差速超速离心法能够提取纯度较高的ADEs；⑵ADEs直径分布、形态、表面特征性marker均符合exosomes一般特征；⑶IRADEs表面富集Shh，而通过腺病毒过表达或干扰脂肪细胞Shh蛋白后，IRADEs上Shh表达会相应增加或减少；⑷小鼠主动脉内皮细胞及小鼠主动脉斑块均能摄取由PKH26标记的ADEs；⑸IRADEs能够明显提高内皮细胞的增殖、迁移及成管能力，促进血管新生；⑹Shh过表达IRADEs促血管新生能力增强，而Shh干扰的IRADEs促血管新生能力降低；⑺Patched蛋白抑制剂—环巴胺，可以抑制IRADEs对内皮细胞功能的促进作用，降低Gli及VEGF-A等下游分子的表达；⑻2型糖尿病ApoE-/-小鼠主动脉粥样硬化斑块为易损斑块；⑼IRADEs显著增加小鼠体内Matrigel基质胶栓和主动脉环出芽实验的血管新生反应，从离体水平证实IRADEs能够促进血管新生反应；⑽尾静脉注射IRADEs主要通过增加斑块面积、增加斑块内脂质含量、减少斑块内胶原、平滑肌细胞及巨噬细胞含量，增加了易损指数，从而进一步增加了斑块的不稳定性；而敲减Shh分子的IRADEs其加重斑块不稳定性的作用减弱；⑾ 2型糖尿病ApoE-/-小鼠主动脉血管外膜滋养血管数量明显增多，尾静脉注射IRADEs能够进一步增加血管外膜滋养血管数量，而敲减Shh分子能够减弱IRADEs的促血管外膜滋养血管生长作用；⑿ IRADEs能够促进BMDM与RAW264.7巨噬细胞发生M1型极化，抑制M2型极化； IRADEsshh-及IRADEsshh+介导的巨噬细胞M1型极化分别降低及升高； ⒀ADEs携带的Shh刺激巨噬细胞M1型极化后进一步加重脂肪细胞胰岛素抵抗。结论：ADEs通过其表面携带的Shh介导的血管新生及巨噬细胞M1型极化影响糖尿病动脉粥样硬化斑块易损性。