端粒酶逆转录酶对动脉粥样硬化形成的作用及机制研究

Atherosclerosis is the leading cause of death in the world. The macrophage provides a primary source of inflammation for the initiation and propagation of the vascular remodeling process underlying atherosclerosis formation. Among the mechanisms that orchestrate tissue remodeling and repair, telomerase activation is thought to control key cellular functions including cell activation, replicative lifespan, differentiation, and proliferation; however, the role of telomerase in atherosclerosis remains unknown. Our previous studies first identify that telomerase reverse transcriptase (TERT) is highly expressed in activated macrophages during atherosclerosis formation. We further demonstrate that genetic TERT-deficiency silences inflammatory cytokine expression in macrophages. Consistent with this essential function of TERT to activate inflammation, TERT-deficiency attenuated atherosclerosis development in mice. Based on these findings, the central hypothesis of this proposal is that TERT promotes macrophage inflammatory response and thereby contributes to the development of atherosclerosis. To further investigate this hypothesis, we propose 1) To define the mechanisms underlying the activation of selective inflammatory gene transcription by TERT in the macrophage; 2) To define the contribution of macrophage-specific TERT to the development of atherosclerosis. These experiments may ultimately identify a novel mechanism underlying macrophage inflammation and point to new therapeutic strategies to prevent atherosclerosis development.

动脉粥样硬化严重危害人类健康。巨噬细胞的异常炎症反应是促进动脉粥样硬化发生发展的关键因素。端粒酶广泛调节细胞增殖、分化及衰老等重要细胞功能，因此在组织重建和修复过程中发挥关键作用，但端粒酶对动脉粥样硬化的影响尚无研究报道。课题组在前期工作中首次发现人体动脉粥样硬化斑块的巨噬细胞中端粒酶逆转录酶（TERT）表达增加，进一步研究证实沉默TERT基因可降低巨噬细胞内炎症细胞因子的转录水平，并且TERT敲除小鼠动脉粥样硬化发生减少。根据这些实验结果，我们提出假设：TERT通过促进巨噬细胞炎症反应加速动脉粥样硬化形成。为验证此假设，我们拟开展以下研究：1）明确TERT促进巨噬细胞炎症反应的分子机制；2）明确TERT对巨噬细胞的调节是动脉粥样硬化形成的关键。此研究提出一种全新的调节巨噬细胞炎症反应的分子机制，有助于开辟新的动脉粥样硬化的治疗干预措施。

背景：动脉粥样硬化严重危害人类健康。巨噬细胞的异常炎症反应是促进动脉粥样硬化发生发展的关键因素。端粒酶广泛调节细胞增殖、分化及衰老等重要细胞功能，但端粒酶对动脉粥样硬化的影响尚无研究报道。课题组在前期工作中首次发现人体动脉粥样硬化斑块的巨噬细胞中端粒酶逆转录酶（TERT）表达增加，进一步研究证实沉默TERT基因可降低巨噬细胞内炎症细胞因子的转录水平，并且TERT敲除小鼠动脉粥样硬化发生减少。根据这些实验结果，我们提出假设：TERT通过促进巨噬细胞炎症反应加速动脉粥样硬化形成。为验证此假设，我们拟开展以下研究：1）明确TERT促进巨噬细胞炎症反应的分子机制；2）明确TERT对巨噬细胞的调节是动脉粥样硬化形成的关键。此研究提出一种全新的调节巨噬细胞炎症反应的分子机制，有助于开辟新的动脉粥样硬化的治疗干预措施。.主要研究内容：我们采用骨髓移植方法，注射TERT-/-小鼠骨髓的辐射后LDLr-/-小鼠死亡率较高（死亡原因尚不清楚），进一步探讨TERT基因与巨噬细胞炎症、动脉粥样硬化的关系风险较大，价值有限。故我们对课题作了如下调整，从两方面继续围绕慢性炎症与动脉粥样硬化的发病机制展开研究：一方面为人群研究，主要目的是探讨抗炎药物——低剂量秋水仙碱的动脉粥样硬化的延缓作用。另一方面为细胞实验，主要目的是探讨Pyrin蛋白在巨噬细胞极化中的作用。利用qRT-PCR、Western blot 和流式细胞术检测2 组M1 型极化相关标志物，同时利用qRT-PCR 和Western blot 检测MEFV 基因和Pyrin 蛋白表达水平。.结果：人群研究发现秋水仙碱干预组颈内动脉、颈动脉球部、颈总远壁平均值变化值、颈总远壁最大值值变化值较安慰剂均显著下降。进一步机制研究发现秋水仙碱发挥抗炎作用是通过巨噬细胞的靶蛋白之一Pyrin影响巨噬细胞极化。.结论：秋水仙碱可以有效减缓动脉粥样硬化的形成，其机制可能通过作用于Pyrin蛋白从而影响巨噬细胞M1极化。