FNDC5抑制SHR血管外膜成纤维细胞的表型转化和炎性小体激活

摘要

高血压是严重危害人类健康的心血管病，血管重构在高血压发生发展过程起重要作用。血管外膜成纤维细胞（adventitial fibroblasts,AFs）是血管外膜的主要成分，当血管受损时，AFs发生表型转化，分化为肌成纤维细胞（myofibroblasts,MFs），MFs增殖和迁移能力增强，参与新生内膜形成，促进血管重构。 核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors family pyrin domain containing3,NLRP3）炎性小体由NLRP3、含CARD结构域的凋亡相关斑点蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain,ASC）和半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1前体（pro-cysteinyl aspartate specific proteinase1,procaspase-1）构成的一种胞内高分子蛋白复合体。高血压患者与正常人群相比，血浆中白细胞介素（interleukin）-1β（IL-1β）和白细胞介素（interleukin）-18（IL-18）水平明显升高，炎性因子水平与血压高度相关，NLRP3炎性小体涉及高血压的发病机制。 Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5（Fibronectin typeⅢdomain-containing protein5,FNDC5）是一种I型膜蛋白，参与有氧运动介导的各种代谢改变。我们实验室以往研究发现FNDC5过表达具有改善肥胖小鼠高脂血症，促进脂肪细胞的脂解等作用，但在心血管病中的作用尚未可知。本研究主要探讨FNDC5在自发性高血压大鼠（spontaneously hypertensive rats,SHR）血管外膜AFs的表型转化和炎性小体激活中的作用与机制。 目的： 1.探讨FNDC5过表达对SHR大鼠AFs表型转化和NLRP3炎性小体激活的影响及其分子机制； 2.探讨FNDC5过表达对SHR大鼠外膜炎症及血管重构的治疗作用。 方法： 采用酶消化法分离SHR和WKY大鼠胸主动脉的原代成纤维细胞，大鼠麻醉后取出胸主动脉，放入无菌PBS中，剥除血管周围脂肪并剥离中膜和内膜，将外膜置于0.2%I型胶原酶中消化15min，收集细胞接种到含10%FBS和1%双抗的高糖培养基中，置于37℃，5%的CO2及饱和湿度下进行培养。 将WKY和SHR大鼠随机各分为两组，每组6只，这两组大鼠再分别经尾静脉注射空病毒以及FNDC5过表达慢病毒（1.0×108PFU），3周后取胸主动脉进行检测。 免疫组织化学染色（Immunohistochemistry staining）检测大鼠胸主动脉外膜中FNDC5表达量。超氧化物阴离子荧光探针（Dihydroethidium,DHE）检测大鼠胸主动脉外膜和AFs的活性氧（reactive oxygen,ROS）水平。Masson染色检测大鼠胸主动脉外膜纤维化和血管重构。 蛋白质免疫分析技术（Western blot）检测大鼠胸主动脉外膜及AFs中FNDC5、NOX2、NOX4、collagen-Ⅰ、collagen-Ⅲ、fibronectin、α-SMA、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、CTGF、TGF-β1、EGFP及GAPDH蛋白含量。用real-time PCR（RT-PCR）检测细胞及胸主动脉外膜中FNDC5、NOX2、NOX4、collagen-Ⅰ、collagen-Ⅲ、fibronectin、α-SMA、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、CTGF、TGF-β1、EGFP及GAPDH基因表达水平。 结果： 1.SHR大鼠胸主动脉外膜中FNDC5mRNA和蛋白水平下调，NLRP3炎性小体激活。 2.FNDC5过表达抑制SHR大鼠AFs的表型转化、纤维化、NLRP3炎性小体激活和NOX2来源ROS的产生，但对NOX4没有显著影响。 3.干涉FNDC5表达促进SHR大鼠AFs表型转化、纤维化、NLRP3炎性小体激活和NOX2表达，但对NOX4没有显著影响。 4.FNDC5过表达降低SHR大鼠外膜中NOX2来源ROS的产生，抑制表型转化、NLRP3炎性小体激活和纤维化。 5.FNDC5过表达降低SHR大鼠血压，改善血管重构。 结论： 1.FNDC5减少SHR大鼠AFs中NOX2来源ROS的生成、抑制NLRP3炎性小体激活、表型转化和纤维化。 2.FNDC5过表达减轻SHR大鼠外膜中的氧化应激、炎症和血管重构。

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