从脾论治AS与自噬机制相关研究

六、从脾论治AS与自噬机制相关研究

自噬是真核细胞独有的一种不同于凋亡的生命方式,对维持细胞结构、代谢和功能的平衡发挥着重要生物学作用。近年研究发现细胞自噬与AS关系密切,参与并调控着AS的发生发展,适度自噬能抑制AS的形成和发展,对AS具有防治作用。血管内皮结构和功能的异常,是导致AS发生发展的重要因素。血管内皮细胞受损是AS发生的重要起始环节,细胞自噬可降解细胞内受损的细胞器,能减轻炎症、氧化应激和缺氧等诱导的内皮细胞凋亡和坏死。

宋囡等研究了绞股蓝总苷调控mTOR/ULK1通路对ApoE-/-小鼠AS的影响。30只健康ApoE-/-小鼠随机分为模型对照组、绞股蓝总苷组和辛伐他汀组,每组10只。10只C57BL/6J小鼠作为正常组。模型对照组、绞股蓝总苷组和辛伐他汀组采用高脂饲料喂养4周,绞股蓝总苷组和辛伐他汀组分别采用绞股蓝总苷2.973 g/(kg·d)、辛伐他汀2.275 mg/(kg·d)灌胃8周,模型对照组、正常组予等量生理盐水灌胃。HE染色观察小鼠AS斑块形成情况,全自动生化分析仪检测血脂水平,Western blot检测主动脉ULK1、Beclin1、LC3、p-mTOR的蛋白表达。2-脱氧-D-葡萄糖(2-deoxy-D-glucose,2-DG)在内皮细胞上可通过ROS/AMPK途径触发自噬,增加内皮细胞在应激状态下的生存能力。敲除小鼠自噬相关基因ATG5和Beclin1后,自噬水平降低,斑块中的炎症因子增加,促进AS的发生发展。LC3和Beclin1作为自噬检测的Marker蛋白,是检测自噬发生的金标准。而mTOR可通过mTOR/ULK1通路来抑制自噬,参与多种病理和生理过程。该实验研究发现Apo E-/-小鼠主动脉LC3、Beclin1蛋白表达显著下降,p-mTOR蛋白表达显著升高,ULK1蛋白表达显著下降,自噬水平降低,小鼠主动脉管腔中形成较大粥样斑块;辛伐他汀及绞股蓝总苷干预处理后,LC3、Beclin1蛋白表达显著升高,p-mTOR蛋白表达显著下降,ULK1蛋白表达显著升高,自噬水平有所上升;小鼠主动脉管腔中粥样斑块面积明显减小。提示绞股蓝总苷可能通过调控m TOR/ULK1自噬信号通路增强AS模型小鼠主动脉自噬水平,缓解主动脉粥样斑块的形成。

张妮等通过体内外实验相结合探究了绞股蓝总苷调节自噬小体对AS的防治作用。实验中30只健康Apo E-/-小鼠随机分为3组,模型组、绞股蓝总苷组和辛伐他汀组,每组10只。10只C57BL/6J小鼠为正常组。模型制备及给药干预完成后,全自动生化分析仪检测各组小鼠血脂水平,Western blot技术检测各组小鼠主动脉Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12蛋白表达情况。体外实验:培养EA.hy926细胞,随机分为正常组、模型组、绞股蓝总苷组、人参皂苷GRb3组和绞股蓝皂苷XILX组。Western blot技术检测各组细胞自噬小体形成信号通路相关蛋白Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12的表达情况。参与自噬小体形成最主要的两类蛋白是泛素样蛋白LC3家族和自噬相关蛋白(Autophagy related protein,Atg)家族,其生物学过程涉及两条泛素样结合通路Atg12-Atg5通路和LC3-PE通路。Atg是一类自噬组成蛋白,参与调节自噬启动和自噬小体的形成等过程。其中Atg12、Atg5是参与Atg12-Atg5通路的关键蛋白,Atg4、Atg3是参与LC3-PE通路的相关蛋白。在Atg12-Atg5结合的生物学过程中,Atg7与Atg12的C-末端结合,水解ATP活化Atg12。活化的Atg12与Atg10分离,Atg12与Atg5共价结合,为后续参与LC3的募集和分离膜的延伸过程做准备。在LC3-PE结合的生物学过程中,LC3-I型被转移给Atg3,Atg3催化LC3-I与脑磷脂共价聚合,形成LC3-Ⅱ型,LC3-Ⅱ型以Atg5依赖性的方式被转运到自噬体外膜中,进而参与自噬小体的形成。在该实验中,绞股蓝总皂苷能够增强Apo E-/-小鼠自噬小体相关蛋白Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12的表达水平,说明绞股蓝总苷能够促进Apo E-/-小鼠自噬小体的形成,且与辛伐他汀作用相似。进一步利用ox-LDL诱导EA.hy926细胞内皮损伤模型,探讨绞股蓝总苷中哪种有效成分发挥了其防治AS的关键作用,实验选取绞股蓝总苷中的重要组成成分人参皂苷GRb3、绞股蓝皂苷XILX,探究其对血管内皮细胞的保护作用,发现人参皂苷GRb3、绞股蓝皂苷XILX能够促进内皮损伤EA.hy926细胞自噬小体的形成,且人参皂苷GRb3的作用略强于绞股蓝皂苷XILX。且其前期研究已证实,适度的促进自噬能够抗EA.hy926细胞内皮损伤。说明股蓝总苷可能通过促进自噬小体形成,降低Apo E-/-小鼠血清血脂水平,保护EA.hy926细胞抗内皮损伤,进而发挥其防治AS的生物学作用,且在该过程中人参皂苷GRb3和绞股蓝皂苷XILX可能是绞股蓝总苷中发挥关键作用的有效成分。

王群等探究了化瘀祛痰方对AS家兔肝脏细胞线粒体自噬相关基因表达的影响。实验将60只普通级健康雄性新西兰纯种白兔,随机分为正常对照组15只,造模组45只,正常组喂饲普通饲料,造模组喂饲高脂饲料,自由摄食,饮水不限。8周后,将造模组45只家兔随机分为模型组、化瘀祛痰组、辛伐他汀组,化瘀祛痰组、辛伐他汀组给予相应正常组及模型组给予等量生理盐水。4周后,腹主动脉取血,分离血清,检测血脂,HE染色比较肝组织形态变化,Western-bolt检测各组兔肝组织自噬相关蛋白Clp X,PHB1及Sir T3的表达。研究发现在脂质沉积发生后自噬相关蛋白Clp X、PHB1、Sir T3表达量降低,同时在化瘀祛痰组和辛伐他丁组的用药干预后在脂质沉积改善的同时发现自噬相关蛋白Clp X、PHB1、Sir T3表达量明显升高。其中,Clpx通过对细胞分裂中涉及的蛋白降解调控细胞周期和应激反应来改善AS家兔肝脏脂质沉积;PHB1在能量胁迫的情况下自噬通过回收蛋白质甚至细胞器提供能量及物质来维持细胞的生存;Sir T3能够通过改善脂肪酸代谢相关基因来改善AS家兔肝脏脂质沉积。研究提示化瘀祛痰方可能是通过细胞自噬及线粒体自噬相关基因的表达起到了改善脂质沉积的作用。