动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)导致的心脑血管疾病已经成为严重威胁人类健康的主要疾病，据WHO统计，AS已成为西方发达国家引起死亡的主要病因，在我国的发病率也逐年上升。AS发生机制复杂，Ross提出的氧化损伤-炎性反应学说是目前公认的解释AS发生机制的主要假说。该学说认为：血浆氧化低密度脂蛋白(oxidizedlow density lipoprotein，oxLDL)诱导的内皮细胞功能障碍是AS发生的始动环节。oxLDL主要诱导内皮细胞氧化应激、内皮依赖的血管舒张功能下降、血栓形成及炎性损伤。研究证实，oxLDL与其受体结合后可以促进细胞内ROS生成，增加的ROS不仅降低细胞的抗氧化能力，同时作为“第二信使”活化下游信号通路，介导内皮细胞功能障碍。p38促分裂原活化蛋白激酶(p38mitogen activated protein kinase，p38MAPK)属于促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族成员之一，通过对细胞内信号的传递参与细胞对外界刺激的调节反应。研究表明，增加的ROS能够促进p38MAPK的磷酸化和活化。活化的p38MAPK能够磷酸化多个与内皮细胞氧化损伤相关的转录因子，其中，核转录因子-κB(Nuclear Factor-κB，NF-κB)在介导内皮细胞氧化损伤和炎性反应中起关键作用。NF-κB可在转录水平上诱导内皮细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、细胞黏附分子-1(VCAM-1)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、P-选择素(P-selectin)、NOX2、p22phox等的表达。因此，ROS/p38MAPK/NF-κB信号通路在oxLDL诱导的内皮细胞功能障碍中起重要作用，已经成为血管内皮细胞功能障碍相关研究的热点。近年来研究发现，自然界中广泛存在的多种天然活性植物化学物(phytochemicals)可能对防治AS等慢性代谢性疾病具有重要意义。植物化学物种类繁多，估计约6～10万种，花色苷属多酚中的黄酮类化合物(flavonoids)，广泛存在于蓝莓、桑葚、茄子、黑米、紫薯等天然有色植物中。流行病学调查发现，法国人摄入的饱和脂肪酸和动物性食物大大高于其他欧美国家，但是AS等心血管疾病的发病率却较低，此看似矛盾的现象被称为“法国悖论(French paradox)”，这主要与法国人经常性地消费富含花色苷的红酒有关。人群干预研究表明，每天摄入600mg花色苷，能显著增加血浆总抗氧化度，减少炎性介质产生，降低AS和冠心病的发病率。目前自然界中已发现500多种不同结构的花色苷，本实验室前期对21种常见的结构类似、成分单一的花色苷单体进行了结构效应关系分析，初步明确了与花色苷抑制内皮细胞氧化应激损伤密切相关的分子结构特征，并筛选出了抑制内皮细胞氧化应激损伤作用显著的花色苷——飞燕草素葡萄糖苷(delphinidin-3-glucoside，DPg)。本课题旨在前期研究基础上，深入探索飞燕草素葡萄糖苷抑制内皮细胞功能障碍的分子机制。本研究首先在体外构建了oxLDL诱导的内皮细胞功能障碍模型，观察oxLDL对细胞活力，氧化损伤标志物LDH、MDA、NO、sICAM-1表达和SOD酶活力，细胞内ROS生成以及细胞凋亡等的影响。并进一步观察不同浓度的飞燕草素葡萄糖苷对内皮细胞活力、氧化损伤标志物LDH、MDA、ET-1、NO表达和SOD酶活力，细胞凋亡以及单核细胞与内皮细胞黏附等的影响。在机制研究中，通过qRT-PCR、Western blot、双荧光素酶报告基因以及加入特异性抑制剂干预等实验方法，探索ROS/p38MAPK/NF-κB信号通路在飞燕草素葡萄糖苷抑制内皮细胞功能障碍中的作用。本实验的主要实验结果和结论如下：1)oxLDL能明显诱导内皮细胞功能障碍，主要表现为显著抑制内皮细胞活力、促进细胞凋亡发生、增加脂质过氧化和炎性反应、降低细胞抗氧化能力、抑制内皮细胞分泌功能以及增加细胞内ROS水平。(2)DPg能明显抑制oxLDL诱导的内皮细胞功能障碍，主要表现为显著增加内皮细胞活力、抑制细胞凋亡、减少脂质过氧化和炎性反应、提高细胞抗氧化能力、促进内皮细胞分泌功能以及抑制单核细胞与内皮细胞黏附。(3)ROS/p38MAPK/NF-κB信号通路在DPg抑制内皮细胞功能障碍中发挥重要作用。实验结果表明：DPg能明显抑制oxLDL诱导的ROS生成、NADPH氧化酶亚基Nox2和p22phox表达、p38MAPK磷酸化以及核转录因子NF-κB p65的活性及表达。综上所述，飞燕草素葡萄糖苷在对内皮细胞氧化应激损伤具有明显的抑制作用，并可能主要通过ROS/p38MAPK/NF-κB信号通路介导。植物化学物生物学功效的研究已经成为营养学领域研究的热点，同时也是药物研发先导化合物的重要来源。花色苷及其潜在的抗AS效应已成为近几年来的研究热点，本课题的研究结果对于寻找AS防治的新策略提供了重要理论依据。