香港中文大学黄聿教授:糖尿病血管内皮功能损伤的新机制

【字体: 时间:2018年07月05日 来源:生物通

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  香港中文大学生物医学学院的黄聿教授同北京安贞医院北京市心肺血管疾病研究所张慧娜副教授的课题组近期在PNAS发表文章,报道了血清外泌体在促进糖尿病血管内皮细胞功能损伤过程中的作用及新机制。

  

来自香港中文大学生物医学学院的黄聿教授同北京安贞医院北京市心肺血管疾病研究所张慧娜副教授的课题组近期在PNAS发表文章,报道了血清外泌体在促进糖尿病血管内皮细胞功能损伤过程中的作用及新机制。

文章题为“Serum exosomes mediate delivery of arginase 1 as a novel mechanism for endothelial dysfunction in diabetes” (血清外泌体介导的精氨酸酶1释放是糖尿病内皮功能损伤的新机制)。

该研究分离了db/db糖尿病小鼠、糖尿病患者以及高脂饲料喂养的肥胖鼠的血清外泌体,利用在体和离体功能研究以及比较蛋白组学分析,揭示了血清外泌体中精氨酸酶1增加参与了糖尿病血管内皮损伤。这一研究于2018年7月2日在PNAS杂志在线发表。

文章的第一作者为张慧娜副教授(现任职于北京安贞医院北京市心肺血管疾病研究所)和刘建博士(现任职于诺和诺德(中国)制药有限公司)。通讯作者为香港中文大学黄聿教授和北京市心肺血管疾病研究所张慧娜副教授。

延伸阅读:香港中文大学医学院黄聿教授发表Nature文章:<BR>揭示动脉粥样硬化形成新机制

内皮依赖的血管舒张功能改变为特点的内皮功能紊乱,是启动并维持糖尿病相关心血管疾病的一个关键机制。血管内皮作为血管保护屏障,最容易感受到血液微环境的变化,继而引起内皮功能稳态的变化。存在于体液中的外泌体(exosome)是机体绝大部分细胞都能分泌的纳米级双层膜微囊泡(直径范围:30-100 nm),携带来自分泌细胞的多种RNA,蛋白和脂成分。

这些物质不仅能反映分泌细胞类型,还与分泌细胞的生理功能或病理改变密切相关。外泌体在分泌细胞和受体细胞间的穿梭介导了细胞间的生物分子传递,是不同组织细胞间信息沟通的重要媒介,通过这种方式外泌体参与了一系列重要的生理病理过程。血清外泌体对血管内皮细胞依赖的血管舒张的影响尚未见报道。

血清外泌体是多种组织分泌的外泌体的混合物,它所携带的信号分子不仅能反映机体或器官的病理生理变化,而且能够将这些信号传递到受体细胞,改变受体细胞的功能。生理状态下,血清外泌体与血管内皮细胞有很高的接触频率,因此,研究血清外泌体对血管功能的影响更接近生理状态,也更具有病理生理学意义和临床价值。

黄聿教授研究团队发现糖尿病血清外泌体在体和离体状态下都能够损伤血管内皮依赖的血管舒张功能。通过比较蛋白组学分析发现精氨酸酶1在糖尿病血清外泌体中含量增加,并且可以被内皮细胞摄取,降低一氧化氮的生成,继而损伤正常小鼠的血管内皮功能。

研究人员进一步利用腺病毒在体敲低db/db糖尿病小鼠精氨酸酶1,获得精氨酸酶1敲低的糖尿病小鼠血清外泌体,这些外泌体对离体血管内皮功能的损伤作用缓解;相反地,利用腺病毒在体过表达正常小鼠精氨酸酶1,获得精氨酸酶1过表达的正常小鼠血清外泌体,发现这种外泌体能够损伤离体血管的血管功能。

综合以上结果,该文章证实糖尿病血清外泌体中增加的精氨酸酶1通过抑制血管内皮一氧化氮的生成,促进糖尿病血管功能损伤,研究结果不仅揭示了精氨酸酶1远距离作用的新模式,并将为精氨酸酶1的分泌和功能定位以及组织间的相互作用提供新的思路。同时本研究为糖尿病血管功能障碍提供了新的理论依据,而且为糖尿病血管功能障碍的防治提供了重要线索。

作者简介:

黄聿 1984年毕业于原上海第一医学院(现为复旦大学上海医学院)药理学专业获学士学位,1985年在英国剑桥大学获硕士学位,1988年初在英国剑桥大学获博士学位。1988至1991年,美国佛蒙特大学博士后,1991-1993年美国加州大学洛杉矶分校博士后,1993年加盟香港中文大学,现为香港中文大学医学院生物医学教授,香港中文大学生物医学学院副院长(科研), 香港中文大学心脑血管研究所所长(基础研究),以及香港中文大学联合书院院务委员。黄聿的主要研究方向为心血管生理和药理,包括糖尿病及高血压导致微血管、肾脏等靶器官损伤机制,组织局部肾素紧张素系统功能研究,以及中药有效成分作用机制研究等. 黄聿已发表366篇SCI收录的研究论文、综述文章其中包括发表在Nature, Science, Cell Metabolism, Circulation Research, European Heart Journal, Diabetes, Hypertension, ATVB, Cell Research等杂志上。他发表论文的杂志5年累积影响因子是 1677 (2015),被引用15618次. h-index: 62 (Google Scholar Citation, 2016). 黄聿是180个国际性杂志及11个国际性会议审稿人和10个国家和地区24个基金委基金项目审稿人。他曾在血管生物及医学研究领域的国际、地区和本地会议上做报告230次。

原文标题:Serum exosomes mediate delivery of arginase 1 as a novel mechanism for endothelial dysfunction in diabetes

文章链接http://www.pnas.org/content/early/2018/06/29/1721521115

 

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