miR-17-5p通过调控极低密度脂蛋白受体的表达参与动脉粥样硬化发生机制的研究

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动脉粥样硬化是一种血管壁的慢性疾病,主要症状为大中动脉内膜下脂质沉积,内膜增厚,形成粥样斑块。动脉粥样硬化是中风、心肌梗死、缺血性心力衰竭和其他心脏病的主要原因,在西方国家,50%的死亡根本原因为动脉粥样硬化。在动脉粥样硬化发病过程中,血管平滑肌细胞的作用至关重要,它的异常增殖、迁移和分化导致了血管的病理学变化。内膜增厚也是动脉粥样硬化发展中的一项典型病理特征。miRNA在基因转录后水平的调节中发挥重要作用,它能够与靶基因mRNA的3UTR区碱基互补,引导沉默复合物降解靶标分子或者抑制mRNA的翻译。在过去十年的研究中表明,miRNA在各种心血管疾病的发病过程中发挥调控作用。也有一些研究表明,动脉粥样硬化的发生与miRNA的异常表达高度相关。曾经有报道miR-17-5p可以用来作为诊断冠状动脉粥样硬化的分子标记,具有很高的特异性和灵敏度。但是miR-17-5p在动脉粥样硬化发展中的具体作用和机制还不清楚,因此,本研究通过临床样本检测、动物和细胞实验,初步探讨miR-17-5p在动脉粥样硬化发展中的作用和机制。  极低密度脂蛋白受体(VLDLR)属于LDLR超家族的成员之一,是主要在心脏、肌肉、脂肪细胞和脑中表达的外周脂蛋白受体。它能够与含有载脂蛋白E的脂蛋白结合,如极低密度脂蛋白、乳糜微粒、中间密度脂蛋白等。在LDLR缺陷型小鼠中用腺病毒介导的肝脏中VLDLR过表达,显示出VLDLR在预防动脉粥样硬化病变形成以及脂肪条纹病变的潜力。目前认为,VLDLR也是动脉粥样硬化表达中重要的调控因子。本研究发现,VLDLR可能是miR-17-5p的潜在靶分子,基于此预测,本研究提出了一条基于新的miRNA调控通路的科学假设并进行实验研究,具有十分重要的理论和应用价值,有利于探索新的药物靶点,将会为动脉粥样硬化的诊断和治疗提供新的方向。以下为本研究各部分内容的概述:  第一部分动脉粥样硬化患者中miR-17-5p与VLDLR的表达相关性  目的:明确动脉粥样硬化发病与miR-17-5p、VLDLR的相关性。  方法:以30对来源于动脉粥样患者和健康人群的外周血样本为研究材料,通过Real-time PCR检测各样本中miR-17-5p和VLDLR mRNA表达量,对比miR-17-5p及VLDLR在动脉粥样硬化组和健康对照组之间的表达差异。  结果:Real-time PCR检测miR-17-5p表达结果显示,动脉粥样硬化患者外周血中的miR-17-5p的表达量显著高于对照组(P<0.01)。Real-time PCR检测VLDLR的结果显示,VLDLR mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.01)。  结论:(1)动脉粥样硬化发病与外周血中miR-17-5p的表达水平呈正相关。(2)动脉粥样硬化发病与外周血中VLDLR的表达水平呈负相关。  第二部分动脉粥样硬化小鼠中miR-17-5p对动脉粥样硬化的影响  目的:探讨miR-17-5p对动脉粥样硬化小鼠的影响,初步阐述其作用机制;评估miR-17-5p作为治疗动脉粥样硬化靶位点的应用价值。  方法:用高脂饲养ApoE-/-小鼠12周构建动脉粥样硬化小鼠模型,注射antagomiR-17-5p及NC miRNA干扰小鼠体内的miR-17-5p的表达。通过HE染色检测各组小鼠动脉血管的病理变化,测量各组小鼠血管内膜、中膜面积,计算内膜/中膜面积比(I/M),测量管腔面积,探讨干扰miR-17-5p对动脉粥样硬化的治疗作用。通过免疫荧光、Real-time PCR、Western blot检测各组小鼠动脉组织中VLDLR的表达,Real-time PCR、Western blot检测PCSK9的表达,Western blot检测Bcl-2、Bax、Cleaved-caspase-3、cleaved-PARP蛋白的表达, ELISA检测血管炎症因子(TNF-α、IL-6,IL-10)水平,试剂盒法检测MDA、SOD及髓过氧化物酶(MPO)水平及活性,进一步探讨miR-17-5p作用的分子机制。  结果:HE染色结果显示AS小鼠与对照组相比,其血管内皮形成了明显的斑块,平滑肌细胞排列紊乱,内膜增生,而antagomiR-17-5p处理的小鼠与NC miRNA组相比,病变程度明显减轻。动脉粥样硬化小鼠比对照小鼠的内膜面积明显增加,抑制miR-17-5p的作用之后,内膜面积减少;各组小鼠中中膜面积差异不显著。计算I/M值,antagomiR-17-5p组小鼠比NC-miRNA组显著减小(P<0.05)。AS模型组和NC-miRNA组小鼠的血管管腔面积比对照组明显减小,而antagomiR-17-5p组则缓解了这种作用,结果差异具有显著性(P<0.05)。免疫荧光、Real-time PCR、Western blot检测各组小鼠动脉组织中VLDLR的表达,结果显示动脉粥样硬化小鼠中VLDLR的表达量显著下降,抑制miR-17-5p的作用使得VLDLR水平上升。通过Real-time PCR和Western blot检测PCSK9在mRNA和蛋白水平上的表达变化,结果与VLDLR相反,在AS模型组中PCSK9在mRNA和蛋白水平上的表达量均显著上调,在antagomiR-17-5p组中表达量显著下调。Western blot检测结果显示,动脉粥样硬化小鼠中Bax、Cleaved-caspase-3、cleaved-PARP表达水平上调,Bcl-2水平降低,抑制miR-17-5p的作用使Bax、Cleaved-caspase-3、cleaved-PARP表达水平降低,Bcl-2水平上调;ELISA检测结果显示,AS模型小鼠TNF-α、IL-6水平升高,IL-10水平降低,抑制miR-17-5p的作用后则TNF-α、IL-6水平降低,IL-10水平上调;细胞氧化应激指标检测结果表明,AS模型小鼠MDA、MPO水平上调,SOD活性降低,抑制miR-17-5p的作用能够抑制MDA、MPO水平及活性,上调SOD酶活性。  结论:(1)抑制miR-17-5p对小鼠中的动脉硬化具有显著的治疗作用,能够有效缓解动脉粥样硬化小鼠动脉血管的病理变化,减少斑块的形成,缓解AS造成的内膜增生和管腔狭窄。(2)干扰miR-17-5p的表达量上调动脉组织中VLDLR的表达量。(3)干扰miR-17-5p的表达量下调动脉组织中PCSK9的表达。(4)干扰miR-17-5p的表达量抑制动脉组织中细胞凋亡。(5)干扰miR-17-5p的表达量抑制动脉组织中炎症反应与氧化应激。  第三部分 miR-17-5p直接调控平滑肌细胞中VLDLR的表达  目的:探讨miR-17-5p在血管平滑肌细胞中靶向VLDLR调控其表达的机制;  方法:利用TargetScan对miR-17-5p和VLDLR之间的靶向调控关系进行了预测;体外培养人的血管平滑肌细胞,通过双荧光素酶实验验证miR-17-5p对VLDLR的直接调控作用。在血管平滑肌细胞中转染miR-17-5p inhibitor及其对照,然后通过Real-time PCR和Western blot检测VLDLR的表达量。构建PCSK9重组质粒,转染血管平滑肌细胞,然后通过Real-time PCR和Western blot检测VLDLR的表达量变化。  结果:TargetScan在线网站对miR-17-5p与VLDLR之间相互作用的预测结果显示VLDLR可能是miR-17-5p的潜在靶位点。在血管平滑肌细胞中进行的双荧光素酶实验结果显示VLDLR3UTR与miR-17-5p共转染导致荧光素酶活性显著下降,表明miR-17-5p能够直接结合VLDLR3UTR区,抑制VLDLR的表达。对VLDLR的Real-time PCR和Western blot的检测结果显示转染miR-17-5p inhibitor之后,VLDLR的表达量明显上升(P<0.01)。Real-time PCR和Western blot的检测结果显示转染PCSK9之后,VLDLR的表达量明显降低(P<0.01)  结论:(1) miR-17-5p直接靶向VLDLR mRNA的3UTR区,下调VLDLR的表达。(2)抑制血管平滑肌细胞中miR-17-5p的表达,可以提高VLDLR的表达量。(3) PCSK9能够负调控VLDLR的表达。
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