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目的 探讨自噬在糖基化终产物受体(Receptor for Advanced Glycation End Products,RAGE)/半乳糖凝集素-3 (Galectin-3,Gal-3)介导羧甲基赖氨酸(Nε-carboxymethyl-Lysine,CML)调控钙化转归中的作用。 方法 (1) 临床研究 选择2016年7月至12月在江苏大学附属医院心内科确诊或疑诊为冠心病的糖尿病患者,根据冠状动脉螺旋 CT(Coronary Computed Tomography Angiography,CCTA)对冠脉进行钙化评分,分为对照组、轻度钙化组、中度钙化组、重度钙化组。统计分析各组性别、年龄、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、甘油三酯、总胆固醇、空腹血糖、血清 CML、钙化积分。 (2) 体外实验 首先观察 CML 对 A7r5 细胞钙化、自噬蛋白表达及钙化形态的影响;其次观察RAGE、Gal3沉默表达对A7r5细胞钙化、自噬蛋白表达及钙化形态的影响;最后探讨 RAGE、Gal3 沉默表达联合或不联合自噬抑制剂巴弗洛霉素A1 对 A7r5 细胞钙化、自噬蛋白表达、钙化形态、自噬流的影响。相关研究方法包括:茜素红染色、免疫荧光染色、Western blot等。 (3) 体内实验 6周龄ApoE-/-雄性小鼠普食喂养一周后,予腹腔注射STZ 40 mg/kg/day×5天,2周后血糖>16.7 mmol/L的小鼠纳入本研究。首先观察CML对粥样斑块钙化及自噬的影响,分组如下:对照组(普食, n=5)、模型组(高脂肪饮食,n=5)、CML组(高脂肪饮食+尾静脉注射CML, n=5);其次在CML组处理的基础上,经左心室注射RAGE、Gal3沉默表达载体联合或不联合灌胃注入自噬诱导剂雷帕霉素(rapamycin,rapa),观察RAGE、Gal3、自噬诱导剂对糖尿病动脉粥样斑块钙化及自噬的影响,分组如下:对照组(高脂肪饮食+CML, n=5)、自噬激动组(高脂肪饮食+CML+rapamycin, n=5)、RAGE阻断组(高脂肪饮食+CML+RAGE沉默表达载体, n=5)、RAGE 阻断+自噬激动组(高脂肪饮食+ CML +RAGE沉默表达载体+rapamycin, n=5)、Gal3阻断组(高脂肪饮食+CML +Gal3沉默表达载体, n=5)、Gal3阻断+自噬激动组(高脂肪饮食+CML+Gal3沉默表达载体+rapamycin, n=5)。连续饲喂6个月后处死小鼠,进行血清学(血糖血脂,血清学CML),形态学(HE、Von kossa、免疫组化、TRAP染色)及分子生物学分析。 结果 (1) 同对照组比较,各钙化组血清FBG、TC、TG、LDL-C、CML显著增高, HDL-C 水平均显著减低,其差异有统计学意义(P<0.05);且随着钙化积分的增加,轻度、中度、重度钙化组的FBG、TC、TG、LDL-C、CML逐渐增加,HDL-C逐渐降低,三组之间差异有统计学意义(P<0.05)。 (2) 对照组患者冠脉几乎无动脉粥样斑块及斑块钙化,而各钙化组冠状动脉壁均可见不同程度的斑块钙化;随着钙化积分的增加,冠状动脉斑块钙化的数量增多,冠脉钙化不仅仅局限于一支病变,往往呈现多支病变。 (3) 血清CML水平与冠状动脉粥样硬化斑块钙化积分呈正相关(r=0.9917, P<0.0001)。 (4) CML促进A7r5细胞钙化,上调钙化细胞Runx2、LC3Ⅱ的表达。 (5) 沉默表达 RAGE 后,细胞呈典型大钙化、钙化灶数量减少;沉默表达Gal3后,细胞呈典型微钙化、钙化灶数量增多。 (6) CML诱导自噬,但抑制自噬流;沉默表达RAGE、Gal3后自噬流受阻得到缓解;抑制自噬后,VSMCs钙化及TRAP、TNAP表达增加,但RAGE、Gal3表达较未干预自噬抑制剂组相比无统计学差异。 (7) 各组可见小鼠主动脉粥样斑块形成,纤维帽下脂质池内尖菱型胆固醇晶体增多。CML组小鼠主动脉粥样斑块钙化增多、胆固醇结晶数量增多,斑块内大量骨样细胞形成。 (8) 沉默表达 RAGE 组,小鼠斑块呈钙化减少,呈典型大钙化;沉默表达Gal3 组,小鼠斑块钙化增多,呈典型微钙化;自噬激动组斑块内钙化相对相应未干预自噬激动组明显减少、胆固醇结晶也减少。 (9) 免疫组化染色及 TRAP 染色提示沉默表达 RAGE 组,小鼠斑块 Gal3、TNAP表达增多,RAGE表达较低、TRAP活性较低;沉默表达Gal3 组,小鼠斑块RAGE表达增多、TRAP活性增多,Gal3、TNAP表达较低; 自噬激动组斑块TRAP活性、TNAP表达相对相应未干预自噬激动剂组降低,但自噬激动组斑块RAGE、Gal3表达相对相应未干预自噬激动剂组无统计学差异。 结论 (1) 血清CML水平与冠脉粥样硬化斑块内钙化存在一定的相关性。 (2) CML通过RAGE/Gal3介导A7r5 SMCs钙化转归,CML通过抑制自噬小体与溶酶体结合以促进VSMCs钙化。 (3) CML通过RAGE/Gal3调控斑块内钙化转归,促进自噬减少斑块内钙化,但自噬可能不是RAGE/Gal3调控钙化转归的关键环节。