易损As斑块病理性血管新生的新机制:MPO介导HK1硝基化修饰促血管内皮细胞线粒体自噬
批准号:
32101018
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
姜淼
依托单位:
学科分类:
蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜淼
中文摘要
髓过氧化物酶MPO是蛋白质硝基化修饰关键酶,高表达于易损As斑块,与急性心血管临床事件密切相关,但机制未明。本项目前期研究发现血管新生过程己糖激酶1(HK1)硝基化修饰水平升高,预实验证明敲减MPO下调血管内皮细胞(VEC)HK1硝基化修饰与线粒体自噬;硝基化修饰HK1促VEC增殖与线粒体自噬,自噬抑制剂抑制其诱导的细胞增殖。由此提出假说:MPO促HK1硝基化修饰,介导As斑块内VEC线粒体自噬,致细胞过度增殖与病理性血管新生,加速易损斑块形成。为证实该假说,本项目拟采用行颈动脉串联结扎手术的apoE-/-小鼠以及三维培养的VEC探讨并验证MPO是否通过HK1硝基化修饰促VEC线粒体自噬与过度增殖,并结合慢病毒转染、MRM质谱、电镜等方法技术探讨“MPO-硝基化修饰HK1-线粒体自噬”途径促病理性血管新生与易损As斑块形成的调控机制。本研究的完成将为临床上稳定As斑块提供新的思路和靶点。
英文摘要
Myeloperoxidase (MPO), a key enzyme for protein tyrosine nitration expressed highly in vulnerable atherosclerosis (As) plaque, is closely related to acute clinical cardiovascular events. However the underlying mechanisms are still unclear. Our previous experiments revealed that hexokinase 1 (HK1) expressed highly during angiogenesis, Preliminary experiments found that knockdown of MPO could reduce HK1 nitration and mitophagy in vascular endothelial cells (VEC), nitrated HK1 could promote VEC mitophagy and proliferation, autophagy inhibitors inhibited VEC proliferation. Thus, we propose that “MPO-induced nitrated HK1 promotes VEC mitophagy, which leading to VEC proliferation, pathologic angiogenesis and accelerated As vulnerable plaque formation”. To confirm this hypothesis, we will use high-fat diet fed apolipoprotein E-deficient mice with tandem stenosis to the carotid artery and 3-dimension cultured HUVECs to explore and verify whether or not MPO promote HK1 nitration and VEC mitophagy. Then, we will explore the potential mechanism of pathologic angiogenesis and As vulnerable plaque formation in the way of “MPO-nitro-HK1-matophagy” by using lentiviral transfection, multiple-reaction-monitor mass spectrum and electron microscope et al. The accomplish of this study will provide new idea and target for As plaque stabilization.
心血管疾病死亡占总全球死亡原因首位,是重大的公共卫生问题,其中动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)易损斑块破裂是引起临床急性心血管事件的主要原因。斑块内不成熟的新生血管与斑块内出血、斑块破裂和不稳定型心绞痛高度相关,髓过氧化物酶(Myeloperoxidase, MPO)与心血管疾病不良预后正相关且在晚期易损As斑块中高表达,抑制MPO活性可以稳定As斑块,但其机制尚不清楚。.为了探讨MPO是否通过加速病理性血管新生促As斑块破裂,我们通过apoE-ko小鼠注射内皮特异性MPO-aav以及体外培养人脐静脉内皮细胞系转染慢病毒过表达MPO,分别从体内与体外检测血管内皮细胞增殖、迁移的情况,并进一步探讨这一过程是否通过诱导ROS产生加速线粒体自噬所致;并且通过体外实验,进一步采用IP-WB检测MPO可能的靶点HK1,及其硝基化修饰的情况,并通过突变HK1上不同的酪氨酸残基,寻找MPO作用于HK1的可能位点。.结果: 1. 过表达MPO可以显著促进内皮细胞增殖与迁移能力并诱导HK1硝基化修饰程度增加。2. MPO可以导致内皮细胞线粒体功能障碍以及促进细胞的自噬水平,伴随细胞内ROS的水平明显增加,线粒体膜电位紊乱,ATP合成减少,加入硝基化修饰抑制剂FeTPPs或自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA)后缓解。4.过表达MPO同时敲除HK1可以明显抑制内皮细胞增殖与迁移,以及细胞ROS产生、膜电位下降及细胞自噬,进行HK1点突变(Y112P、Y417P、Y560P、Y749P)后过表达MPO,仅Y560P与HK1-KO表型一致,且HK1的硝基化修饰程度显著降低。5.apoE-KO小鼠内皮细胞特异性高表达MPO后,并进行左侧颈动脉分支结扎手术,发现As斑块形成显著高于对照组,注射硝基化修饰抑制剂表儿茶素、KYC三肽化合物以及自噬抑制剂3-MA均可显著降低As斑块形成。小鼠目前取材已经完成,下一步将在动物水平验证MPO过表达对斑块内血管新生与HK1硝基化修饰的影响。.科学意义: 本课题首次证明了MPO通过促进HK1硝基化修饰促进内皮细胞自噬,从而促进内皮细胞增殖和迁移,并确认了HK1上发生硝基化修饰的残基Y560。MPO完全抑制并不能改善As预后,通过干预其下游靶点HK1-Y560可能为开发副作用更小的药物提供方向。
COQ10缺乏通过ROS介导的线粒体功能障碍促内皮损伤在AS发生中的作用及机制研究
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批准号:2023JJ30522
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:姜淼
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依托单位:
MPO介导蛋白质硝基化修饰稳定AS斑块中新生血管作用研究
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批准号:2018JJ3430
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:姜淼
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依托单位:
国内基金
海外基金