分享自:

鞘氨醇-1-磷酸(S1P)裂解酶抑制加剧动脉粥样硬化并诱导ApoE−/−小鼠斑块破裂

期刊:International Journal of Molecular SciencesDOI:10.3390/ijms23179606

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


1. 研究团队与发表信息
本研究由德国杜塞尔多夫大学医院分子医学研究所的Petra Keul、Susann Peters等学者主导,合作单位包括杜塞尔多夫海因里希·海涅大学医学中心心血管病学科和耶拿大学医院麻醉与重症医学科。研究成果于2022年8月24日发表在《International Journal of Molecular Sciences》(IJMS)期刊上,标题为《Sphingosine-1-Phosphate (S1P) Lyase Inhibition Aggravates Atherosclerosis and Induces Plaque Rupture in ApoE−/− Mice》,DOI号为10.3390/ijms23179606。

2. 学术背景与研究目标
研究聚焦于心血管疾病领域,探讨鞘氨醇-1-磷酸(Sphingosine-1-Phosphate, S1P)代谢在动脉粥样硬化中的作用。尽管既往研究表明血浆S1P水平与动脉粥样硬化临床表型相关,但长期内源性S1P升高对疾病进展的影响尚不明确。本研究旨在通过药理性抑制S1P裂解酶(S1P lyase),观察高S1P水平对载脂蛋白E缺陷(ApoE−/−)小鼠动脉粥样硬化的影响,并揭示其分子机制。

3. 研究流程与方法
研究分为以下关键步骤:

(1)动物模型构建与处理
- 研究对象:ApoE−/−小鼠分为三组:常规高脂饮食组(Western)、无维生素B6高脂饮食组(Western-B6)、Western-B6联合S1P裂解酶抑制剂4-脱氧吡哆醇(DOP)组(Western-B6+DOP)。
- 处理周期:6周和12周,每组样本量9-20只。
- 创新方法:通过饮食剥夺维生素B6增强DOP对S1P裂解酶的抑制效果,因两者竞争结合酶活性位点。

(2)表型分析
- 动脉粥样硬化评估
- 主动脉脂质沉积:油红O染色(Oil Red O)定量斑块面积。
- 斑块体积:采用Cavalieri立体学方法计算头臂动脉(Brachiocephalic Artery, BCA)全段斑块体积。
- 斑块稳定性指标:通过H&E染色(坏死核心)、免疫组化(αSMA平滑肌细胞、Mac-2巨噬细胞)和天狼星红染色(胶原)分析斑块组成。

(3)血浆与组织生化分析
- S1P及脂质代谢物:液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)检测血浆和主动脉组织中S1P、神经酰胺-16(Ceramide-16)、鞘氨醇(Sphingosine)等水平。
- 脂蛋白分型:比色法测定HDL和LDL/VLDL胆固醇含量。

(4)细胞机制研究
- 巨噬细胞功能
- 胆固醇外流实验:采用[³H]-胆固醇标记法,检测巨噬细胞对载脂蛋白A-I(ApoA-I)的胆固醇外流能力。
- 基因表达:qRT-PCR分析ABCA1、ABCG1等胆固醇转运体表达。
- 受体机制:通过S1PR3基因敲除小鼠(ApoE−/−/S1PR3−/−)验证S1P信号通路依赖性。

4. 主要研究结果
(1)S1P裂解酶抑制加速动脉粥样硬化
- 斑块进展:DOP组小鼠主动脉脂质沉积增加3倍(6周)和2倍(12周),BCA斑块体积增加4倍(6周)和3倍(12周)。
- 斑块不稳定性:DOP组斑块坏死核心扩大58%,胶原减少72%,平滑肌细胞减少52%,28%小鼠出现斑块破裂伴血栓形成(对照组无此现象)。

(2)代谢与免疫改变
- 血浆S1P水平:DOP组升高3倍,主动脉组织S1P升高10倍。
- 脂质谱:Ceramide-16和磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine, PC)分别升高2倍和1.4倍。
- 淋巴细胞与单核细胞:DOP组CD4+/CD8+ T细胞减少,但炎症性单核细胞(Gr-1high)增多。

(3)巨噬细胞胆固醇代谢障碍
- 胆固醇外流缺陷:DOP组巨噬细胞ABCA1/ABCG1表达下降90%,胆固醇外流减少47%。
- S1PR3依赖性:S1P通过S1PR3抑制ABCA1表达,S1PR3缺失小鼠(ApoE−/−/S1PR3−/−)斑块体积增加22.8倍,且DOP处理无叠加效应。

5. 研究结论与价值
本研究首次证实长期内源性S1P升高通过S1PR3信号通路抑制巨噬细胞胆固醇外流,促进动脉粥样硬化进展并诱发斑块破裂。科学价值在于:
- 机制创新:揭示S1P-S1PR3-ABCA1轴在胆固醇逆转运中的负反馈调控作用。
- 临床意义:为动脉粥样硬化并发症(如心肌梗死)的防治提供新靶点,提示S1P代谢干预需谨慎权衡利弊。

6. 研究亮点
- 模型突破:首次在ApoE−/−小鼠中实现斑块破裂的稳定建模,模拟人类急性冠脉综合征病理特征。
- 多组学整合:结合脂质组学、流式细胞术和立体形态学分析,全面解析S1P的促动脉粥样硬化机制。
- 转化潜力:发现HDL-S1P功能失调可作为动脉粥样硬化生物标志物,并为靶向S1PR3的疗法设计提供依据。

7. 其他发现
研究还观察到S1P裂解酶抑制导致肝脏脂代谢紊乱(血浆胆固醇升高2倍),提示全身性代谢影响需进一步探索。


此报告系统梳理了研究的实验设计、数据逻辑及科学贡献,为相关领域研究者提供了详实的参考。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com