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目的: 小凹(caveolae)是细胞膜上直径50-80nM的细胞膜凹陷,其在内皮细胞表达尤其丰富,被认为在大分子物质转运和信号转导中有着极其关键的作用。在内皮细胞中,caveolin-1是小凹形成的关键性结构蛋白而cavin-1是小凹形成的重要调节蛋白。研究表明高糖处理内皮细胞可以改变内皮细胞的稳态,如增加内皮细胞的通透性,诱导内皮细胞凋亡。自噬作为细胞的看家机制在维持细胞的稳态中有着关键性的作用。有研究表明caveolin-1可以负调控自噬,但是 cavin-1在自噬中的作用尚不清楚。本研究的主要目的是研究内皮细胞中cavin-1在自噬中的作用和机制以及cavin-1/caveolin-1在高糖抑制自噬和促进低密度脂蛋白(LDL)穿胞中的作用以及机制。 方法: (1)在培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中采用小干扰RNA(siRNA)的方法敲降(knockdown)cavin-1或者caveolin-1表达,western blot检测cavin-1,caveolin-1,ATG5-ATG12系统(ATG5-ATG12,ATG5,ATG12)及LC3A/B表达的变化。 (2)在HUVEC中采用siRNA的方法干扰cavin-1或者caveolin-1表达后加入bafilomycin(溶酶体抑制剂)或者chloroquine(溶酶体抑制剂),western blot检测LC3A/B表达。 (3)cavin-1或caveolin-1沉默后,以及HBSS饥饿HUVEC1h,2h和4h后,免疫共沉淀法检测caveolin-1或cavin-1与ATG5-ATG12系统和LC3A/B结合的变化。 (4)自噬抑制剂对cavin-1诱导的caveolin-1表达改变的影响。 (5)15mM和30mM的葡萄糖处理HUVEC24h后,western blot检测cavin-1,caveolin-1,ATG5-ATG12系统和LC3A/B蛋白表达的变化,免疫共沉淀法检测caveolin-1或cavin-1和ATG5-ATG12系统以及LC3A/B蛋白结合的变化。 (6)在体外LDL穿胞模型中检测cavin-1和caveolin-1,rapamycin,bafilomycin在高糖诱导的LDL穿胞中的作用。 结果: (1)cavin-1沉默后,LC3A/B-II和ATG12-ATG5表达增加,caveolin-1表达减少,而ATG12和ATG5表达没有显著变化;沉默caveolin-1之后LC3A/B-II和ATG12-ATG5表达增加,cavin-1表达减少,而ATG12和ATG5表达没有显著变化。 (2)与bafilomycin+scramble siRNA组相比,bafilomycin+cavin-1 siRNA组的LC3A/B-II表达增加。同样的,caveolin-1沉默也可以介导自噬小体形成增加 (3)沉默cavin-1后,caveolin-1和ATG12-ATG5系统以及LC3A/B的结合均减少;caveolin-1沉默也同样抑制了cavin-1和ATG12-ATG5系统,LC3A/B的结合;饥饿可诱导cavin-1或caveolin-1和ATG12-ATG5系统及LC3A/B的解离。 (4)自噬抑制剂可以抑制cavin-1沉默诱导的caveolin-1表达减少。 (5)与5.5 mM葡萄糖组相比,15mM和30mM葡萄糖可以增加cavin-1和caveolin-1的表达,减少LC3A/B-II表达,对ATG5-ATG12,ATG5,ATG12的表达没有显著性影响。 (6)沉默cavin-1或者沉默caveolin-1以及rapamycin可以抑制高糖诱导的LDL穿胞增加,而bafilomycin可以进一步促进高糖诱导的LDL穿胞增加作用。 结论: 生理状态下,cavin-1通过与caveolin-1结合从而结合LC3A/B,ATG5-ATG12,ATG5,ATG12等自噬相关蛋白抑制自噬,高糖促进LDL的穿胞和抑制自噬的作用都与其上调caveolin-1,cavin-1的表达有关,而自噬的抑制能够促进高糖诱导的LDL穿胞增加作用。