钾通道调控巨噬细胞源泡沫细胞分化的机制及作为动脉粥样硬化分子靶点的研究

动脉粥样硬化发病机制十分复杂。巨噬细胞通过清道夫受体如SR-A、CD36无限制摄取氧化脂质导致泡沫细胞形成，是动脉粥样硬化斑块始发与进程中的关键环节。本项目在前期研究基础上，以健康人外周血单核细胞源巨噬细胞为研究对象，拟采用基因工程、分子生物学和膜片钳等技术：1.设计与合成Kv1.3、Kir2.1和Maxik通道siRNA片段，转染巨噬细胞，并鉴定和筛选出最佳siRNA及其时效。2.将筛选出的最佳钾通道基因siRNA转染巨噬细胞，研究相应的钾通道基因沉默巨噬细胞：①细胞电生理和②泡沫细胞分化。3.分别构建钾通道基因-RNAi-LV慢病毒载体，采用局部注射方法，观察其对ApoE(-/-)小鼠：①血脂；②巨噬细胞、颈动脉Kv1.3、Kir2.1或Maxik通道mRNA/蛋白表达和③动脉粥样硬化程度的影响。初步阐明巨噬细胞源泡沫细胞分化的电生理学及分子机制，还可能为其防治提供一类崭新的分子靶点。

巨噬细胞源性泡沫细胞的形成是AS斑块始发与进程中的关键环节。Kv1.3、Kir2.1和MaxiK通道是否参与调控，目前还不清楚。.本课题阐明：1. 对于不可兴奋或膜片钳研究困难的细胞，电压敏感染料膜电位光学标测技术是一种可行的电生理研究方法。2. 50 μmol/L曲格列酮显著抑制巨噬细胞Kv1.3的表达，mRNA和蛋白表达下降分别超过82%和60%（P＜0.05），而对Kir2.1的表达没有明显影响（P＞0.05）；膜电位下降了约23%（P＜0.05）。3. 巨噬细胞发育中，Kv1.3的表达显著上调，而Kir2.1的表达被显著下调（P<0.05）。400 μmol/L吉非贝齐作用下，Kv1.3 mRNA和蛋白下降均超过6成（P<0.05），但Kir2.1 mRNA和蛋白增加分别超过3和4倍（P<0.05）；膜电位下降了约17%和52%（P<0.05）。4. 巨噬细胞发育中，MaxiK通道α亚单位的表达仅轻度上调。30 mg/L的ox-LDL则使mRNA和蛋白表达增加2.4和7.27倍（P＜0.05）。但是，MaxiK通道电流密度却没有明显变化（P＞0.05）。5. 双氯芬酸（1.5和15 μmol/L）抑制巨噬细胞Kv1.3和Kir2.1的表达，Kv1.3 mRNA下降分别超过80%和90%（P<0.05），Kir2.1 mRNA下降分别超过20%和30%（P>0.05）；两种蛋白下降均分别超过10%和60%（P<0.05）；膜电位分别下降约28%和54%（P<0.05）。摄取ox-LDL的细胞内CE的百分比显著减少（P＜0.05）。因此，双氯芬酸下调Kv1.3和Kir2.1表达，降低膜电位，并抑制泡沫细胞形成。6.巨噬细胞发育中，Kir2.1 mRNA和蛋白表达分别减少60%(P<0.05)和90%(P<0.001)，但分化成泡沫细胞后增加了1.3倍(P>0.05)和3.8倍(P =0.001)。THP-1细胞有着相似生物学及电生理特征。泡沫细胞SR-A蛋白增加了1.5倍(P<0.05)，而敲除Kir2.1后SR-BI蛋白增加了6.2倍(P<0.001)，CE/TC降至（29.46 ± 2.01）% (P<0.05)。Kir2.1通过调节清道夫受体的表达及功能在人巨噬细胞源性泡沫细胞形成过程中发挥着关键的作用。