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。

STAT4 deficiency exacerbates foam cell formation and atherosclerosis via MiR-9-dependent pathway in ApoE-/-mice