探讨CD137-CD137L信号通路是否通过调控自噬小体出胞影响动脉粥样硬化钙化形成。
方法(1)在体实验:载脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠15只,8周龄,雄性,采用随机数表法分为3组,即对照组、CD137激动组(腹腔注射激动型CD137抗体200 μg)、CD137抑制组(腹腔注射抑制型CD137抗体200 μg +激动型CD137抗体200 μg),每组5只,同时高脂喂养。采用Von Kossa染色法观察各组小鼠胸主动脉粥样硬化斑块钙化程度,免疫组织化学染色法观察斑块内自噬早中期标记物微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)和酵母自噬基因Atg6的同源基因Beclin1的表达,Western blot法检测LC3B、Beclin1蛋白表达,透射电镜检测斑块中自噬小体形成。(2)细胞实验:采用组织块贴壁法培养C57BL/6J小鼠(基因背景与ApoE-/-小鼠一致)胸主动脉血管平滑肌细胞(VSMC),将细胞分为3组,即对照组、CD137激动组(激动型CD137抗体10 μg/ml加入培养基中)、CD137抑制组(抑制型CD137抗体10 μg/ml预处理细胞30 min后,加入激动型CD137抗体10 μg/ml于培养基),细胞外钙化分别采用Von Kossa染色和成骨表型碱性磷酸酶(ALP)活性检测。(3)出胞自噬小体的分离及分组干预:将细胞实验中CD137激动组细胞经相应处理获取自噬小体。取细胞实验中的小鼠VSMC予炎症因子白细胞介素-1β、干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α各25 ng/ml刺激24 h后分为激动组(自噬小体终浓度为15 μg/ml)和对照组,检测两组钙盐沉积和成骨表型标志物骨形成蛋白2(BMP2)表达情况。
结果(1)在体实验结果:CD137激动组小鼠胸主动脉粥样硬化斑块内钙化区域明显大于对照组(P<0.01),而CD137抑制组则小于CD137激动组(P<0.05)。CD137激动组和抑制组小鼠胸主动脉粥样硬化斑块内自噬标记物LC3B和Beclin1均为阳性表达,抑制组表达更为明显。Western blot结果显示CD137激动组LC3B表达水平高于对照组(P<0.05), CD137抑制组高于CD137激动组(P<0.05),CD137激动组Beclin1表达水平高于对照组(P<0.05), CD137抑制组高于CD137激动组(P<0.05)。透射电镜结果显示CD137激动组和抑制组小鼠胸主动脉粥样硬化斑块内自噬小体数量均多于对照组(P均<0.01)。(2)细胞实验结果:CD137激动组细胞外钙盐沉积量多于对照组(P<0.05),CD137抑制组则少于CD137激动组(P<0.05)。CD137激动组细胞成骨表型ALP活性高于对照组(P<0.05),CD137抑制组则低于CD137激动组(P<0.05)。透射电镜观察结果显示CD137激动组和抑制组细胞自噬小体含量均多于对照组(P<0.01或0.05),且密度梯度离心后显示CD137激动组培养液中出胞自噬小体含量明显多于对照组(P<0.01)。(3)出胞自噬小体分组干预结果:激动组VSMC细胞外钙盐沉积量明显多于对照组,胞浆中BMP2表达水平亦明显高于对照组(P均<0.05)。
结论CD137-CD137L信号通路可通过介导自噬小体出胞调控动脉粥样硬化钙化形成。