c-Fos在血管平滑肌细胞源性泡沫细胞和动脉粥样硬化病变形成中的作用及机制

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jugc007
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目的:动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)引发的心血管疾病的发病率和死亡率居高不下,严重威胁着人类健康。泡沫细胞作为AS病变形成的重要病理标志,广泛存在于病变的各个阶段,在AS发生发展中起着至关重要的作用。血管平滑肌细胞(Vascular smooth muscle cell,VSMC)是泡沫细胞的重要来源,但其形成机制目前尚不完全清楚。新近研究显示,转录因子c-Fos(FBJ osteosarcoma oncogene,c-Fos)可以参与调节脂质代谢,且与细胞内脂质聚积有关,但其是否参与VSMC源性泡沫细胞形成?目前鲜有报道。为此,本研究拟建立西方饮食(Western type diet,WTD)诱导的小鼠AS模型和体外氧化低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,ox LDL)诱导的VSMC源性泡沫细胞模型,旨在探讨c-Fos在VSMC源性泡沫细胞和AS病变形成中的作用及其分子机制。方法:1、建立WTD诱导的Apo E-/-和LDLR-/-小鼠AS模型,实时定量聚合酶链反应(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)和Western blot实验检测小鼠主动脉中c-Fos表达;免疫组化实验检测AS病变部位c-Fos蛋白表达;免疫荧光双染法观察AS病变部位VSMC中c-Fos蛋白表达;构建WTD诱导的Apo E-/-SM22αCre-c-Fosflox/flox和Apo E-/-SM22αCre+c-Fosflox/flox小鼠AS模型,比色法分析血脂变化,油红O染色和苏木素-伊红染色检测小鼠AS病变部位脂质沉积情况以及AS病变面积。2、利用不同种类的脂蛋白、不同剂量和不同处理时间的ox LDL刺激VSMC,细胞内胆固醇酯(Cholesteryl ester,CE)和游离胆固醇(Free cholesterol,FC)定量分析实验、Filipin荧光染色和油红O染色检测VSMC中脂质聚积以及泡沫细胞形成情况,Western blot实验检测c-Fos蛋白的表达及磷酸化水平;利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术沉默c-Fos、使用磷酸化位点突变技术抑制c-Fos蛋白Ser32和Thr232位点磷酸化,并行ox LDL刺激后检测VSMC中脂质聚积以及泡沫细胞形成情况。3、RT-PCR和Western blot实验检测ox LDL诱导的VSMC源性泡沫细胞中CD36、凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1(Lectin like oxidized low densitylipoprotein receptor 1,LOX1)、清道夫受体-A(Scavenger receptor-A,SR-A)的m RNA和蛋白表达;RNAi技术沉默LOX1并行ox LDL刺激后检测VSMC中脂质聚积以及泡沫细胞形成情况;免疫荧光双染法观察Apo E-/-小鼠AS病变部位VSMC中LOX1蛋白表达;RNAi技术沉默c-Fos并行ox LDL刺激后,Western blot实验检测VSMC源性泡沫细胞中LOX1 m RNA和蛋白表达;免疫荧光双染法检测Apo E-/-SM22αCre-c-Fosflox/flox和Apo E-/-SM22αCre+c-Fosflox/flox小鼠的AS病变部位VSMC中LOX1蛋白表达;免疫荧光染色法观察VSMC中c-Fos蛋白的分布;染色质免疫共沉淀实验检测VSMC中c-Fos与LOX1启动子区域的结合情况;双荧光素酶报告基因实验检测c-Fos对LOX1的转录调控作用。4、Mito SOX Red荧光探针检测ox LDL刺激VSMC后细胞内线粒体活性氧(Mitochondrial reactive oxygen species,mt ROS)含量;利用Mito-TEMPO预处理VSMC后行ox LDL刺激,检测VSMC中脂质聚积以及泡沫细胞形成情况,Western blot实验检测c-Fos和LOX1蛋白表达,免疫荧光染色法观察c-Fos蛋白分布,双荧光素酶报告基因实验检测c-Fos对LOX1的转录调控作用。结果:1、WTD喂养的Apo E-/-和LDLR-/-小鼠主动脉中c-Fos m RNA和蛋白表达量显著升高(P<0.001),c-Fos蛋白在Apo E-/-和LDLR-/-小鼠AS病变部位及VSMC中均明显高表达;WTD喂养的Apo E-/-SM22αCre+c-Fosflox/flox小鼠的血脂水平明显改善(P<0.05),AS病变部位脂质沉积显著减少,且AS病变面积明显减小(P<0.001)。2、ox LDL可诱导VSMC内脂质聚积,同时上调c-Fos蛋白的表达及磷酸化水平,且呈剂量和时间依赖性(P<0.05);沉默c-Fos或分别抑制c-Fos蛋白的Ser32和Thr232位点磷酸化后,ox LDL诱导VSMC源性泡沫细胞形成的作用被显著抑制(P<0.05)。3、ox LDL诱导的VSMC源性泡沫细胞中LOX1 m RNA和蛋白表达均明显上调(P<0.001);沉默LOX1能够显著抑制ox LDL诱导的VSMC源性泡沫细胞形成(P<0.001);WTD喂养的Apo E-/-小鼠AS病变部位VSMC中LOX1蛋白表达明显升高;沉默c-Fos可显著抑制VSMC源性泡沫细胞中LOX1 m RNA和蛋白表达(P<0.001);Apo E-/-SM22αCre+c-Fosflox/flox小鼠AS病变部位VSMC中LOX1蛋白表达明显减少;ox LDL促进VSMC核中c-Fos蛋白增多(P<0.05),且c-Fos与LOX1启动子结合显著增强(P<0.001),同时,c-Fos对LOX1的转录调控作用也明显加强(P<0.001)。4、ox LDL可促使VSMC中mt ROS含量明显升高(P<0.01);清除mt ROS后,ox LDL诱导VSMC源性泡沫细胞形成的作用被明显抑制(P<0.01),c-Fos和LOX1蛋白的表达量也显著减少(P<0.001),且细胞核中c-Fos蛋白明显减少(P<0.001),同时,c-Fos对LOX1的转录调控作用也被明显抑制(P<0.001)。结论:c-Fos经mt ROS激活后通过调控LOX1的转录促使ox LDL诱导VSMC源性泡沫细胞形成,进而促进AS病变形成。
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