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动脉粥样硬化(AS)是威胁人类健康的常见心脑血管系统的疾病,常累及大中型血管,以血管内皮细胞内和细胞间大量脂质堆积、单核/巨噬细胞浸润、泡沫细胞形成、血管平滑肌增殖等为特征。在AS发生发展过程中,氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)通过细胞表面清道夫受体(SR)被细胞摄取,使其形成泡沫细胞。泡沫细胞大量沉积在血管壁是AS发生的标志。SR在摄取脂质时不受胞内脂质代谢负反馈调节,可使细胞无限制的摄取ox-LDL,使其在细胞内不断堆积,导致细胞破裂形成血管壁脂质斑块。同时,血管内皮细胞也通过SR摄取ox-LDL,除引起内皮细胞脂质堆积外,还引发一系列内皮细胞功能紊乱,这更加剧了AS的进展。LOX-1是一种新型的清道夫受体,最早发现于牛血管内皮细胞表面,随后研究发现巨噬细胞,平滑肌细胞上也有表达。LOX-1在结构上与已知的SR家族其他成员不同,在功能上有所较大差异。巨噬细胞上的LOX-1能增加细胞对脂质的摄取,参与泡沫细胞的形成;而表达于内皮细胞表面的LOX-1与ox-LDL结合后可活化ox-LDL/LOX-1系统,从而引起内皮细胞的一系列功能改变,引起血管平滑肌细胞增殖,逐步向内膜迁移,加剧管腔狭窄,促进AS的进展。目前研究已证实LOX-1作为SR家族的一员,在脂质结合与代谢中有重要作用,但是,对于LOX-1在众多致AS因素中的关键作用尚不十分清楚,尤其阻断LOX-1功能后细胞功能变化的报道亦不多见。本实验室曾对SR家族众多成员在泡沫细胞形成过程中的功能进行过系统研究,本课题在前期实验的基础上,进一步探讨了LOX-1与ox-LDL特异性结合能力以及阻断LOX-1后相应细胞功能的变化,明确了LOX-1在脂质代谢中的重要作用,为进一步探讨LOX-1与脂质结合的关键位点提供了有效的研究手段。
本课题利用佛波醇酯(PMA)诱导人单核细胞株THP-1形成巨噬细胞,并从该细胞中获得cDNA文库,采用分子克隆方法得到LOX-1基因片段,利用EGFP-C1质粒作为克隆载体,通过脂质体转染法使低表达SR的293T细胞过表达LOX-1,并能与ox-LDL特异性结合。再采用RNAi技术对该受体沉默后观察细胞与ox-LDL结合变化,设计了针对LOX-1的3个SiRNA干扰片段,并利用pSilence1.0质粒作为载体,构建了3个干扰质粒。用脂质体转染法分别将它们转染到过表达LOX-1的293T细胞中。通过聚合酶链反应方法(RT-PCR),Westernblotting以及流式细胞技术(FACS)成功筛选出了针对LOX-1的高效干扰片段SiRNA1。
本研究成功的建立起了过表达LOX-1的293T细胞模型,研究结果显示:在原本低表达SR的293T细胞中成功转染LOX-1后,细胞与脂质结合能力明显增强(增加了6.3倍)。同时,构建并筛选出了以CTG AAT GAG AAA TCC AAAGA为靶序列的短发夹RNA重组质粒,该质粒可特异性的沉默LOX-1基因的表达,mRNA水平沉默效率80%,蛋白水平沉默效率达86%,LOX-1基因沉默以后与过表达LOX-1的293T细胞相比,结合ox-LDL的能力下降73%。以上结果显示LOX-1在脂质结合方面有重要作用,同时本课题中所构建的质粒及细胞模型为以后进一步研究LOX-1功能提供了有效的研究工具。