论文部分内容阅读
表氧-二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)是花生四烯酸经P450通路的代谢产物,被认为是内皮衍生性超极化因子,能够使平滑肌细胞膜去极化,扩张冠状动脉,抑制粘附分子的粘附等,而起到心血管保护作用。可溶性表氧化物水解酶(soluble epoxide hydrolase, sEH)通过催化水解反应将 EETs转变为相应二羟-二十碳三烯酸(dihydroxyeicosatrienoic acids, DHETs),使EETs丧失其生物活性。因而,改变sEH的表达或活性可调节EETs/DHETs的平衡,进而调控机体的血压和心脏功能。研究报道sEH特异性抑制剂可明显减弱由血管紧张素II引起的高血压和心肌肥厚,减轻动脉粥样硬化斑块的形成。有关sEH表达调控的研究显示,在人的心肌和血管内皮细胞中血管紧张素II通过活化激活蛋白1转录性上调sEH;在肝癌细胞中sEH的表达可受DNA甲基化的调控。高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia, HHcy)是动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)的一个独立危险因子。内皮功能紊乱在高同型半胱氨酸(homocysteine, Hcy)相关的AS中发挥重要作用,其中内质网(endoplasmic reticulum, ER)应激、氧化应激、炎症反应、细胞凋亡和表观遗传学调控等参与了此过程。然而Hcy是否能够通过改变血管内皮细胞中sEH的表达水平而影响内皮功能,尚未见报道。本课题的目的在于探讨Hcy对血管内皮中sEH表达的调节机制及其意义,以期进一步揭示Hcy导致AS发生、发展的分子机制,为临床防治AS提供新的思路。 我们首先采用实时定量 RT-PCR和蛋白印迹法,发现 Hcy在原代人脐静脉内皮细胞中以剂量和时间依赖性上调sEH mRNA和蛋白的表达水平,减少细胞中14,15-EET的含量,同时增加内皮细胞激活的标志物,细胞间粘附因子1(intercelluar cell adhesion molecule1, ICAM-1)和血管细胞粘附分子1(vascular cell adhesion molecule1, VCAM-1)的表达。而应用sEH特异性抑制剂TUPS或14,15-EET能够抑制由Hcy引起的ICAM-1和VCAM-1的上调,说明sEH参与了Hcy介导的内皮细胞激活。为了研究sEH上调的机制,我们发现ER应激抑制剂牛磺酸和活化转录因子6(activating transcription factor6, ATF6)通路抑制剂AEBSF均能够显著逆转Hcy对sEH的上调作用。进一步ATF6腺病毒过表达也能够增加sEH的表达水平,通过Si-RNA干扰ATF6表达可明显降低sEH的水平,说明ER应激/ATF6通路参与了Hcy对sEH表达的上调作用。采用生物信息软件分析发现在人、小鼠和大鼠中sEH基因启动子区均存在一个ATF6类似结合位点。通过瞬时转染、荧光素酶报告基因检测、ATF6结合位点的定点突变和染色质免疫共沉淀等试验发现Hcy或ATF6腺病毒过表达均可明显增加ATF6的活化入核并结合到sEH基因启动子区的ATF6结合位点上,进而增强sEH基因的转录活性。然而抑制ATF6的活化仅部分逆转Hcy对sEH表达的诱导作用。采用甲基化软件分析预测,我们发现 sEH基因启动子上 ATF6结合位点存在 DNA甲基化修饰。为此,我们采用亚硫酸氢盐测序法和甲基化特异性PCR分析并发现sEH启动子上ATF6结合位点的确存在部分DNA甲基化修饰,Hcy或甲基化转移酶抑制剂的处理可以使该位点发生去甲基化反应,降低该位点的甲基化程度,从而进一步促进ATF6与sEH的结合并激活sEH启动子转录活性。 为验证体外实验的结果,我们利用高蛋氨酸(2%)饮食喂养C57BL/6J小鼠4周或8周分别建立轻度或中度HHcy动物模型,模型中血清总Hcy分别为27.6和62.5μmol/L,显著高于正常饮食对照组(5.2μmol/L)。免疫组织化学和免疫荧光染色结果显示,和正常饮食对照组相比,HHcy小鼠的主动脉内膜sEH、VCAM-1和ICAM-1的表达均明显增高,而sEH抑制剂或sEH基因敲除均可有效削弱HHcy对VCAM-1和ICAM-1的诱导作用。同时,HHcy小鼠主动脉内膜ER应激分子标志物GRP78和Caspase12蛋白表达升高,ATF6活化入核增加。采用甲基化特异性PCR检测轻度和中度HHcy动物模型发现,小鼠主动脉内膜中sEH基因启动子区上的ATF6结合位点的甲基化水平可由72%分别降至46%和28%。 结论:我们的研究发现,Hcy可通过ER应激/ATF6活化和DNA去甲基化双重机制转录性上调血管内皮细胞sEH的表达,增加EETs的降解,进而参与了血管内皮的激活过程;sEH的特异性抑制剂可以减轻Hcy诱导的血管内皮功能紊乱。