现今,炎症相关疾病的发病率逐年增加,严重危害人类的健康,其中,动脉粥样硬化和多发性硬化尤为显著。动脉粥样硬化已成为现代社会危害人类健康的杀手之一,可以继发心肌缺血、心肌梗死、血栓形成,甚至由于血栓脱落引起急性心血管事件的发生。动脉粥样硬化在病理上大体可分为四期,分别为脂质条纹期、纤维斑块期、粥样斑块期及晚期继发改变期,泡沫细胞的形成是粥样斑块形成的病理基础。现在普遍认为,泡沫细胞主要来源于聚集于动脉内膜下的巨噬细胞、平滑肌细胞和内皮细胞,其中更多的泡沫细胞来源于巨噬细胞,其形成过程主要为血液中的单核细胞聚集于内膜受损动脉的内膜下转变为巨噬细胞,巨噬细胞吞噬异常聚集于血管壁内膜下层的氧化低密度脂蛋白（oxygenized low density lipoproteins,oxLDL）及其它修饰的脂蛋白,进而转变成为泡沫细胞。多发性硬化是一种炎症相关的神经退行性变,多发生在青少年,是致畸致残的主要疾病。目前认为,多发性硬化的主要病因是中枢神经系统的慢性炎症,其中,小胶质细胞作为中枢神经系统中的巨噬细胞发挥着重要的作用。因此,抑制小胶质细胞介导的炎症免疫反应在多发性硬化的防治工作中尤为关键。尽管已有很多研究探讨动脉粥样硬化和多发性硬化的防治,然而,两者发生发展的机制尚未阐明,有效的疾病防治手段仍需探索。β-arrestin-1蛋白属于β-arrestins蛋白家族,是一种多功能的胞浆调节蛋白。传统认为,其主要功能是参与G蛋白偶联受体的调节作用,主要使G蛋白偶联受体发生内吞或脱敏;然而,近年来的研究表明,β-arrestin-1可以作为支架蛋白参与多种G蛋白偶联受体依赖或非依赖的信号通路。已有报道指出,β-arrestin-1在多种疾病中发挥重要作用。在动脉粥样硬化中,已有研究表明,血管平滑肌中的β-arrestin-1可以通过抑制内皮下平滑肌的增殖、迁移进而降低斑块的新生内膜增生,从而发挥抗动脉粥样硬化的作用。然而,巨噬细胞中的β-arrestin-1在动脉粥样硬化中的作用及其机制尚无文献报道。此外,在多发性硬化中,敲除β-arrestin-1的小鼠其发生多发性硬化（EAE）的疾病严重程度显著降低,说明了β-arrestin-1在多发性硬化中的作用,然而,巨噬细胞（小胶质细胞）中的β-arrestin-1作用及其具体机制尚未明确。本课题对巨噬细胞中的β-arrestin-1在动脉粥样硬化和多发性硬化中的作用及其机制进行研究,主要分为三个部分:第一部分实验中,我们探究了巨噬细胞β-arrestin-1在动脉粥样硬化中的保护作用,这种保护作用的实现有自噬过程的参与;第二部分实验中,我们发现巨噬细胞β-arrestin-1参与了α7nAChR介导的抗动脉粥样硬化作用;第三部分实验中,我们探讨巨噬细胞β-arrestin-1参与调控了α7nAChR的抗多发性硬化作用。（一）巨噬细胞β-arrestin-1通过自噬发挥抗动脉粥样硬化作用自噬是机体重要的代谢机制,主要降解细胞内的长程蛋白、折叠错误的蛋白和受损细胞器,其功能的实现依赖于溶酶体。已有报道,自噬在多种疾病的发生发展中发挥重要的作用。在动脉粥样硬化中,诱导自噬有利于缓解粥样斑块巨噬细胞的炎症及免疫反应,并通过抗凋亡、增加胆固醇流出发挥抗动脉粥样硬化的作用。对于β-arrestin-1与自噬的关系,我们教研室的前期研究表明,神经元中β-arrestin-1可以诱导自噬水平的增加,从而保护神经元。然而,在动脉粥样硬化中尚无相关报道。在这一部分中,我们旨在探讨巨噬细胞β-arrestin-1抗动脉粥样硬化的自噬机制。该部分实验的具体结果简述如下:（1）检测发生动脉粥样硬化时斑块巨噬细胞β-arrestin-1的表达我们通过Western blot检测正常小鼠与动脉粥样硬化疾病模型小鼠主动脉中的β-arrestins表达,发现与正常小鼠相比,疾病模型小鼠主动脉中的β-arrestin-1水平显著增高。我们进一步通过组织免疫荧光技术检测发现斑块巨噬细胞中有β-arrestin-1蛋白的高表达。（2）构建髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除的动脉粥样硬化小鼠模型我们通过Cre-LoxP系统构建髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除小鼠,并通过骨髓移植的方法构建ApoE^-/-背景下的髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除小鼠,继以喂以高脂饮食4个月造成动脉粥样硬化小鼠模型。（3）巨噬细胞β-arrestin-1的抗动脉粥样硬化作用我们通过油红O染色、免疫组织化学染色、Masson染色及天狼星红染色检测发现,发生动脉粥样硬化时,与野生型小鼠相比,髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除小鼠的主动脉斑块面积显著增加,主动脉斑块的稳定性下降,我们进一步检测血脂水平,发现髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除小鼠的总胆固醇及低密度脂蛋白水平增加,高密度脂蛋白水平下降。（4）巨噬细胞β-arrestin-1抑制泡沫细胞的形成作用我们在小鼠巨噬细胞上通过油红O染色、Dil-oxLDL吞噬实验、细胞水平胆固醇检测巨噬来源泡沫细胞的形成,发现敲除β-arrestin-1的巨噬细胞形成泡沫细胞的比例增加,我们进一步通过real-time polymerase chain reaction（PCR）检测发现敲除β-arrestin-1的巨噬细胞中与脂质吞噬呈正相关的scavenger receptor class A1（SR-A1）、lectin-like oxidized LDL receptor-1（LOX-1）及cluster of differentiation（CD）36受体表达增加,而与胆固醇流出呈正相关的ATP-binding cassette（ABC）transporters ABCA1和ABCG1载体表达下降,过表达β-arrestin-1后得到相反的变化趋势。（5）巨噬细胞β-arrestin-1抑制巨噬细胞的迁移作用我们通过Transwell细胞迁移实验检测小鼠巨噬细胞的迁移水平,发现敲除β-arrestin-1的巨噬细胞具有更高的炎症趋向性和迁移水平。（6）巨噬细胞β-arrestin-1诱导自噬作用我们通过Western blot、透射电镜、激光共聚焦技术检测小鼠主动脉及巨噬细胞的自噬水平,发现发生动脉粥样硬化后,主动脉的自噬水平增加,敲除巨噬细胞β-arrestin-1后自噬过程受到抑制;我们进一步通过Western blot技术检测发现adenosine 5’-monophosphate（AMP）-activated protein kinase（AMPK）-mammalian target of rapamycin（mTOR）-p70 ribosomal protein S6 kinase（p70S6K）这一经典的自噬信号通路参与这一过程。（7）巨噬细胞β-arrestin-1诱导的自噬抑制泡沫细胞形成的作用我们在小鼠巨噬细胞上通过油红O染色及细胞水平胆固醇水平检测发现,过表达β-arrestin-1后,巨噬来源泡沫细胞的形成比例降低,而抑制自噬将会很大程度上抑制这一作用。结论:巨噬细胞β-arrestin-1通过自噬机制的参与发挥抗动脉粥样硬化的作用。（二）巨噬细胞β-arrestin-1介导α7nAChR的抗动脉粥样硬化作用α7 n型乙酰胆碱能受体（α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7nAChR）是一种n型乙酰胆碱能受体亚型。近年来研究表明,α7nAChR通过胆碱能抗炎通路发挥抗炎作用。α7nAChR在多种疾病中发挥作用,其中在动脉粥样硬化中,广泛认为,激动α7nAChR具有抗动脉粥样硬化的作用,然而,其具体分子机制仍不明确。在这一部分实验中,我们旨在探讨巨噬细胞β-arrestin-1是否参与介导α7nAChR的抗动脉粥样硬化作用。取得的具体结果简述如下:（1）巨噬细胞β-arrestin-1介导α7nAChR的抗动脉粥样硬化作用我们通过油红O染色、免疫组织化学染色、Masson染色及天狼星红染色检测发现,发生动脉粥样硬化时,激动α7nAChR可以显著降低小鼠的主动脉斑块面积,增加主动脉斑块的稳定性,而髓系（巨噬细胞）特异性β-arrestin-1敲除很大程度上降低这种效果;我们进一步检测血脂水平,发现激动α7nAChR可以显著降低总胆固醇及低密度脂蛋白水平,而巨噬细胞特异性β-arrestin-1敲除很大程度上抑制这一效果。（2）巨噬细胞β-arrestin-1介导α7nAChR的抗泡沫细胞形成作用我们在小鼠巨噬细胞上通过油红O染色及细胞水平胆固醇检测,发现激动α7nAChR可以显著降低泡沫细胞的形成比例,而敲除β-arrestin-1极大地缓解这一作用。我们进一步通过Real-time PCR检测发现,激动α7nAChR可以显著提高与胆固醇流出呈正相关的ABCA1及ABCG1载体的表达水平,而敲除β-arrestin-1极大地缓解这一作用。（3）巨噬细胞β-arrestin-1介导α7nAChR的抑制巨噬细胞迁移作用我们通过Transwell细胞迁移实验检测巨噬细胞的迁移水平,发现激动α7nAChR显著降低巨噬细胞的迁移水平,而敲除β-arrestin-1极大地缓解这一作用。结论:巨噬细胞β-arrestin-1通过介导α7nAChR的保护作用发挥抗动脉粥样硬化的作用。（三）巨噬细胞β-arrestin-1调控α7nAChR的抗多发性硬化作用激动α7nAChR在多发性硬化中发挥重要的抑制作用,主要是通过其介导的胆碱能抗炎通路抑制中枢神经系统中小胶质细胞引起的炎症反应。然而,其具体分子机制仍不明确。在这一部分实验中,我们旨在探讨巨噬细胞（小胶质细胞）β-arrestin-1是否参与调控α7nAChR的抗多发性硬化作用。取得的具体结果简述如下:（1）检测发生多发性硬化时脊髓中小胶质细胞β-arrestin-1的表达变化我们通过Real-time PCR技术、Western blot技术和免疫组织荧光技术检测发现,发生EAE时,脊髓和脊髓小胶质细胞中β-arrestin-1蛋白水平显著提高。（2）LPS/ATP刺激的BV2细胞中β-arrestin-1蛋白调节激动α7nAChR的抗炎作用我们通过Western blot技术检测发现,在LPS/ATP刺激下的BV2细胞中,应用PNU282987激动α7nAChR显著抑制了NLRP3炎性小体的激活,而过表达β-arrestin-1蛋白极大地抑制了激动α7nAChR的这一作用。（3）LPS/ATP刺激的BV2细胞中激动α7nAChR抑制β-arrestin-1蛋白与NLRP3蛋白的结合我们通过细胞免疫荧光技术和免疫共沉淀技术检测发现,在BV2细胞中,LPS/ATP刺激显著增加了β-arrestin-1和NLRP3蛋白的结合,而应用PNU282987激动α7nAChR显著降低了β-arrestin-1和NLRP3蛋白的结合水平。结论:巨噬细胞β-arrestin-1负向调控α7nAChR介导的抗多发性硬化作用。