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动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是一种以脂质及胆固醇不断在动脉壁聚集沉积为特征的慢性炎症疾病。血脂异常、高血压或促炎介质等危险因素可诱导血管内皮细胞(endothelial cell)损伤,内皮细胞通过高表达细胞黏附分子(adhesion molecules)捕获循环中单核细胞(monocyte)并促使其迁移至内皮下层分化为组织巨噬细胞(tissue macrophages)。巨噬细胞通过不断吞噬脂蛋白(lipoprotein)颗粒从而转变为泡沫细胞(foam cell),泡沫细胞最终坏死(necrosis)、凋亡(apoptosis)释放脂滴导致早期斑块核心形成。同时,泡沫细胞在坏死、凋亡过程中释放的大量炎症因子(inflammatory factor),例如L-6、 IL-1β、IL-18等继续趋化单核细胞及平滑肌细胞(smooth muscle cell)进入血管内膜(tunica intima),此后基质胶原和弹力蛋白不断增生,形成覆盖斑块的纤维帽(fibrous cap)。然而,存在动脉粥样硬化的患者绝大多数并不伴有持续性的感染性疾病,研究表明机体某些内源性危险因子通过触发机体的固有免疫系统(innate immune system),激发和维持的非感染性炎症反应(sterile inflammation)在动脉粥样硬化发生和发展中发挥重要作用。氧化修饰的低密度脂蛋白(Oxidized low-density lipoprotein, Ox-LDL)是其中最为重要内源性危险因子之一。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B (Phosphoinositide 3-kinases/protein kinase B,PI3K/AKT)信号通路可以广泛调控细胞功能,如生长、增殖及分化。基于其蛋白结构特征,PI3Ks可分为三个家族成员,即Class ⅠPI3K. Class ⅡPI3K及Class Ⅲ PI3K,其中Class ⅠPI3K因其广泛表达于多数细胞并且调控细胞增殖、凋亡而得到深入研究。Class ⅠPI3K信号可由受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinases, RTKs)及G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors, GPCRs)调控。文献提示,敲除其亚单位p110γ可明显减小ApoE-/-和LDLR-/-小鼠粥样斑块面积。而且,抑制Class IA PI3K信号通路可以明显降低小鼠血清游离脂肪酸、胆固醇(cholestrol)及甘油三酯(triglyceride)水平,并且抑制内毒素(lipopolysacchride, LPS)诱导单核/巨噬细胞内促炎介质的分泌以及中性粒细胞(Neutrophil)和B细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)的产生。然而,Class IA PI3K的亚型PI3Kp110α及p110β对动物的生长发育至关重要,敲除PI3K p110α或p110β会造成小鼠在胚胎时期死亡,这造成目前PI3K/AKT信号通路在动脉粥样硬化研究中停滞不前。但近十年来,针对Class IA PI3K的特异性药物发展迅速,开发了Class IA PI3K亚单位特异性的小分子抑制剂,且其中绝大多数抑制剂已经作为抗肿瘤药物进入二期临床研究,为研究各亚型在动脉粥样硬化中的作用提供了手段和新思路。因此,本实验将明确PI3Ks及其亚型信号通路对动脉粥样硬化的影响,阐明该通路在动脉粥样硬化中的分子机制作为主要研究内容。目的：观察PI3K/AKT信号通路在动脉粥样硬化中的作用。探索PI3K/AKT在动脉粥样硬化中的作用机制。方法：首先我们使用PI3K/AKT的特异性抑制剂对高胆固醇饮食的ApoE-/-小鼠进行治疗,通过组织形态学染色、免疫组化、ELISA等手段,观察PI3K/AKT信号对动脉粥样硬化的影响。然后,我们在体外构建细胞荷脂、黏附、趋化等模型,通过基因敲除、油红O染色、免疫荧光、western blotting等手段,研究PI3K/AKT信号通路对动脉粥样硬化发展各阶段的影响及调节机制。最后,我们用免疫荧光的方法观察P13K下游SGK3在人和小鼠动脉硬化斑块内的表达和分布。结果：(1)分别使用P13K和AKT的特异性抑制剂对高胆固醇饮食的ApoE-/-小鼠进行治疗。两种抑制剂都能明显抑制小鼠体内PI3K/AKT信号。P13K抑制剂GDC0941能明显抑制小鼠主动脉内粥样硬化斑块的形成,而AKT抑制剂不能明显抑制斑块形成。同时,抑制PI3K/AKT信号能调节小鼠血压、脂肪蓄积及体内脂质代谢。(2)为了明确PI3K/AKT信号通路调控动脉粥样的机制。我们使用PI3K/AKT亚单位抑制剂对THP-1细胞进行处理,发现抑制P13K信号能抑制THP-1单核细胞的荷脂、增殖、黏附、趋化及迁移,但抑制单纯AKT信号只能明显抑制细胞增殖、趋化及迁移。(3)我们使用CRSIP/CAS9技术敲除细胞内SGK3基因,并在Ox-LDL的刺激下对其泡沫细胞形成、黏附、迁移、趋化及炎症因子分泌等功能进行检测,发现,敲除SGK3能明显抑制THP-1单核细胞的泡沫化、黏附、迁移及炎症反应。(4) 通过免疫组化和免疫荧光技术对人及小鼠动脉粥样硬化斑块进行检测,发现在血管壁中CD68阳性区域,SGK3表达较高。结论：(1) 抑制P13K信号可以抑制巨噬细胞的泡沫化、黏附、迁移及趋化。(2) 抑制AKT信号不能抑制巨噬细胞泡沫化及黏附。(3) 抑制P13K信号通路可抑制小鼠主动脉粥样硬化斑块的形成,但此效果不依赖AKT。(4) 敲除SGK3可以明显抑制巨噬细胞的泡沫化、黏附、迁移及炎症反应。(5) SGK3在人及小鼠动脉粥样硬化斑块中高表达。