振荡剪切应力（OSS）被认为是动脉粥样硬化发展的关键因素，因为血管内皮在血流动力学中起着重要的作用。OSS 有助于启动炎症信号级联反应、内皮细胞表型的变化以及由粘附分子释放触发的单核细胞与内皮细胞的附着。在正常情况下，转录因子 Krüppel 样因子 2 （KLF2）的表达响应于循环流动而增加，并诱导涉及多种抗炎、抗血栓形成和抗氧化应激介质的信号级联，从而起到抗动脉粥样硬化作用。然而，KLF2 的表达已被证明受扰乱的剪切应力而下调，如 OSS。因此，恢复 KLF2 的表达可作为对抗 OSS 致动脉粥样硬化作用的潜在治疗靶点。近年来，G-偶联蛋白受体（GCPR）家族的成员因其在调节包括炎症反应在内的多种生物学功能中的作用而受到越来越多的关注，并与动脉粥样硬化形成有关。G-偶联蛋白受体 30（GPR30），也称为 G-蛋白偶联雌激素受体（GPER），是一种 Gs-偶联七螺旋跨膜受体。GPR30 的激活作用已被证明对血管舒缩张力和心肌缺血/再灌注损伤的保护作用发挥雌激素依赖性调节作用。由于雌激素是 GPR30 以及 ERα 和 ERβ 的配体，因此 GPR30 特异激动剂 G1 用于区分 GPR30 特异性作用与其他 ERs 或 GCPRs 介导的作用。基于此，四川省人民医院老年科的研究人员通过将人主动脉内皮细胞（HAECs）暴露于不同时期的 OSS（5 dyn/cm2），探讨了使用 GPR30 激动剂 G1 对动脉粥样硬化标志物的影响。文章名称为《Activation of GPR30 with G1 inhibits oscillatory shear stress-induced adhesion of THP-1 monocytes to HAECs by increasing KLF2.》。首先，实验研究了 OSS 对 HAECs 中 GPR30 表达的影响。结果表明，暴露于 OSS 后，GPR30 的表达以一致的时间依赖性方式下调。暴露于 ± 5 dyn/cm2 的 OSS 6、12 和 24h 后，GPR30 在 mRNA 水平上的表达降低了大约 21.2%、50.5% 和 74.3%，蛋白质水平上大约降低了 24.3%、48.2% 和 68.6%。为了确定不同频率的 OSS 是否差异调节 GPR30 表达，HAECs 以0.5、1.0 和 2.0 Hz 的频率暴露于 OSS（± 5 dyn/cm2）12h。GPR30 在 mRNA 水平上的表达降低了大约 24.5%、47.9% 和 70.1%，蛋白质水平上大约降低了 27.8%，51.2% 和 67.4%。氧化应激在动脉粥样硬化的发生和发展中起重要作用。为了确定 OSS 诱导的氧化应激水平，HAECs 暴露于 OSS（± 5 dyn/cm2）下（存在或不存在 5 和10 μM G1）24h。然后，通过 DCFH-DA 染色测量 ROS 的产生，通过免疫染色测量 4-hydroxynonenal（4-HNE）的表达。结果如图3 A，OSS 将 ROS 的产生增加到大约 3.7 倍，由于存在两种剂量的 G1，ROS 的产生以剂量依赖的方式降低到 2.5 和 1.5 倍。免疫染色表明，通过 OSS（± 5 dyn/cm2），细胞内 4-HNE 的水平增加到大约 3.1 倍。然而，用两种剂量的 G1 处理分别将 4-HNE 表达降低至仅 2.2 倍和 1.3 倍，表明 GPR30 具有很强的调节 OSS 诱导的氧化应激的能力。GPR30 激动剂可防止 OSS 诱导的单核细胞与内皮细胞的粘附为了确定 GPR30 的激动作用是否影响单核细胞与内皮细胞的粘附，实验首先通过实时 PCR 和蛋白质印迹分析了 OSS 诱导的两种关键粘附分子的表达：VCAM-1 和 E-选择素。VCAM-1 和 E-选择素的 mRNA 表达增加到大约 4.4 和 5.1 倍。然而，5 和 10 μM G1 的引入分别抑制 VCAM-1 的 mRNA 表达增加至仅 2.7 和 2.1 倍，E-选择素的 mRNA 表达增加至仅 3.2 和 1.9 倍。一致地，这两种粘附分子在蛋白质水平上的表达响应于 OSS 显著增加。G1 的处理使蛋白质表达降低了一半以上。接下来，在存在或不存在 5 和 10 μM G1 的情况下将 HAECs 和 THP-1 细胞暴露于 OSS（± 5 dyn/cm2）24h 来研究 GPR30 激动剂对人单核细胞系 THP-1 细胞与内皮细胞粘附的影响。OSS 大致将与 HAECs 结合的 THP-1 细胞的数量增加到 3.1 倍，而 G1 以剂量依赖性方式使其分别减少到 1.9 和 1.3 倍。因此，G1 对 GPR30 的激动作用显示出对 OSS 诱导的单核细胞与内皮细胞附着的有效的抑制作用。GPR30 激动剂通过 ERK5 通路挽救 OSS 诱导的 KLF2 的减少已知内皮细胞表达 KLF2 对动脉粥样硬化具有保护作用，但 OSS 在 mRNA 和蛋白质水平上都大大降低了 KLF2 的表达。于是实验确定了 GPR30 是否在 OSS 诱导的 KLF2 下调中起作用。OSS 将 KLF2 的表达降低了大约 60%，这通过 G1 处理以剂量依赖性方式挽救，较高的剂量显著将 KLF2 的表达恢复到 mRNA 水平的 88% 和蛋白质水平的 93%。接下来，实验着手确定这种效应是否通过 ERK5 途径发生。OSS 将磷酸化 ERK5 的水平降低了一半以上，而 G1 处理以剂量依赖性方式挽救了这一水平。有趣的是，特异性 ERK5 抑制剂 XMD8-92（10 nM）的存在在 mRNA 水平和蛋白水平均消除了 G1 对 KLF2 表达的影响。总之，该研究证明了 GPR30 激活在保护内皮功能障碍方面的突出作用。GPR30 的激活抑制振荡剪切应力诱导的氧化应激，并通过促进 ERK5/KLF2 信号通路限制炎性细胞因子的释放和单核细胞与内皮细胞的粘附。而未来需要进一步的体内研究来阐明 GPR30 在动脉粥样硬化调节中的作用。参考文献：Chen C, Chen J, Tao X, Fu M, Cheng B, Chen X. Activation of GPR30 with G1 inhibits oscillatory shear stress-induced adhesion of THP-1 monocytes to HAECs by increasing KLF2. Aging (Albany NY). 2021 Apr 19;13(8):11942-11953. doi: 10.18632/aging.202897. Epub 2021 Apr 19. PMID: 33875621; PMCID: PMC8109116.原文链接：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/33875621/小编旨在分享、学习、交流生物科学等领域的研究进展。如有侵权或引文不当请联系小编修正。如有任何的想法以及建议，欢迎联系小编。了解更多科研资讯欢迎关注公众号Naturethink!
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