稳定性冠心病患者血清外泌体对内皮细胞生物学功能的影响及其机制

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冠心病(coronary artery disease,CAD)是人类死亡的主要原因之一,稳定性冠心病(stable CAD,SCAD)是其最常见的类型。动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是CAD的病理基础,其主要的起始因素是内皮功能障碍。外泌体是由细胞分泌的纳米级囊泡,包含RNA和蛋白质等生物活性分子,广泛参与机体的病理生理过程。研究表明循环外泌体中内容物尤其是miRNAs的表达异常与CAD、脑梗死等AS引起的心脑血管疾病密切相关。但有关血清外泌体及其内容物在AS发生发展中的作用和机制却鲜有报道。本课题主要探究SCAD血清外泌体及其差异miRNA对内皮细胞增殖、迁移、成管和炎症反应等生物学功能的影响及其潜在机制。为了探讨SCAD血清外泌体是否影响内皮细胞生物学功能,我们采用ExoQuick试剂盒提取SCAD组和对照组的血清外泌体,将两组血清外泌体分别与人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)共培养。激光共聚焦显微镜和流式细胞仪分析显示HUVECs对两组血清外泌体的摄取能力无差异,CCK-8、划痕和Transwell实验、小管形成实验和qPCR结果分别显示SCAD血清外泌体能够显著降低细胞增殖活力、迁移和成管能力并上调炎性因子IL-1β、TNF-α和ICAM-1的表达,表明SCAD血清外泌体能够诱发内皮细胞损伤和炎症反应。为了发现SCAD血清外泌体中表达异常的miRNAs并探讨其是否参与调控内皮细胞生物学功能,我们采用高通量测序分析SCAD组和对照组的血清外泌体miRNAs表达谱,从中选取表达水平较高且变化2倍以上的 miRNAs 进行 qPCR 验证。qPCR 结果显示 miR-942-5p、miR-149-5p 和 miR-32-5p水平在SCAD血清外泌体中显著升高,且生物信息学分析表明这些miRNAs参与调控内皮细胞生物学功能。值得注意的是,miR-32-5p已被报道与CAD中内皮细胞损伤和炎症反应相关,但其具体作用和机制尚不清楚。为了进一步探讨miR-32-5p在内皮细胞损伤和炎症反应的作用和机制,我们采用氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,oxLDL)处理 HUVECs 诱导内皮细胞损伤和炎症反应;利用TargetScan软件预测miR-32-5p与AIDA 3’UTR的结合位点,并用双荧光素酶报告基因验证两者的靶向关系。我们发现:在oxLDL诱导的HUVECs中,miR-32-5p表达降低而AIDA表达升高,且miR-32-5p能够靶向抑制AIDA的表达;过表达miR-32-5p或敲低AIDA均能显著提高oxLDL诱导的HUVECs细胞增殖活力、迁移和成管能力,并抑制炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α、ICAM-1和VCAM-1的表达和NF-κB通路。这些结果表明miR-32-5p可能通过调控AIDA/NF-κB通路减轻oxLDL诱导的内皮细胞损伤和炎症反应。综上所述,SCAD血清外泌体及其差异miR-32-5p对内皮细胞生物学功能具有重要调控作用;SCAD血清外泌体能够诱发内皮细胞损伤和炎症反应,其差异miR-32-5p可能在该过程中起抑制作用。本课题对血清外泌体及其内容物在AS的病理生理过程中的潜在作用提出了新见解,且有助于为SCAD提供新的诊断标志物和治疗靶点。
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