STAT4基因敲除通过miR-9促进泡沫细胞形成及动脉粥样硬化

目的 探究动脉粥样硬化斑块发生发展过程中信号转导与转录激活因子4(STAT4)信号通路在巨噬细胞分化及泡沫细胞形成中的作用及调控机制.方法 将STAT4基因敲除(STAT4-/-)小鼠与载脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠进行杂交,筛选出ApoE/STAT4纯合子双基因敲除(DKO)小鼠,研究新型动脉粥样硬化相关小鼠模型的易感性和机制.将3月龄小鼠分为野生型(WT)、STAT4-/-、ApoE-/-、DKO共4组,经过12周高脂胆固醇饮食喂养,分别采用油红O染色及石蜡切片HE/Masson染色检测主动脉斑块形成情况.采用流式细胞术分析小鼠外周血、骨髓及脾脏髓系细胞各亚群比例.从小鼠骨髓分离CD11b+髓系细胞进行体外培养,采用巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)进行诱导,流式分析巨噬细胞不同亚型分化情况.采用实时定量聚合酶链反应(PCR)及Western blot分别检测基因表达水平及蛋白水平.结果 ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块局部的CD11b+细胞中可检测到STAT4表达.ApoE-/-及DKO小鼠经12周高脂喂养,油红O染色阳性的主动脉斑块主要分布在主动脉根部至髂动脉分叉处,DKO小鼠的斑块较ApoE-/-小鼠明显增多;HE及Masson染色显示DKO小鼠的主动脉斑块较ApoE-/-小鼠具有更薄的纤维帽及更大的脂质核心,且斑块中的纤维更稀疏,排列也相对更紊乱.体外细胞实验显示STAT4基因敲除可促进CD11b+Gr-1+未成熟髓系细胞的异常动员、巨噬细胞的M1极化以及泡沫化.STAT4基因缺失通过磷酸肌醇3激酶(PI3K)/丝氨酸苏氨酸激酶(Akt)/核因子κB(NF-κB)通路下调miR-9的表达,上调酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶(ACAT-1)表达,进而促进巨噬细胞的脂质蓄积及泡沫细胞形成,最终加速动脉粥样硬化斑块的发生发展.结论 STAT4通过调控免疫炎症反应及脂质代谢,在巨噬细胞分化及泡沫细胞形成过程中发挥关键作用.STAT4相关信号通路可作为未来动脉粥样硬化性疾病的潜在治疗靶点.