目的:动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)相关心血管疾病是全球范围内的主要死因,因此,对AS发病因素的研究是公共卫生领域重要议题之一。高脂饮食是公认的AS发生发展的重要危险因素。研究显示,高脂摄入人群在我国居民中的占比逐年增长,对我国居autopsy pathology民健康造成巨大威胁。然而,环境风险因素影响此类高易感人群AS发生发展的相关数据亟待补充。全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonic acid,PFOS)是一种环境介质中广泛分布的全氟化合物,并且在人体血液样本中被检出。流行病学研究证据显示,PFOS暴露是AS发生发展的重要危险因素。然而,高易感人群PFOS暴露与AS之间的直接联系及其潜在机制尚不清楚。巨噬细胞是AS固有免疫应答的主要细胞,其表型的相对比例变化影响AS进展。研究显示,巨噬细胞表型受细胞内代谢状态调控。因此,本研究基于巨噬细胞能量代谢调控的表型重塑过程,揭示PFOS暴露致高易感模型AS发生发展的关键细胞事件以及分子机制。方法:本研究分别建立了动物和细胞实验暴露模型,模型建立过程以及涉及的具体方法如下:1、动物模型:选用野生型C57BL/6J小鼠构建高脂饮食喂养(High-fat diet,HFD)联合PFOS灌胃暴露模型,染毒进行8周,结束后,取各组小鼠主动脉,利用油红O、H&E、EVG等组织病理学染色方法检测AS斑块面积、主动脉壁厚度及内皮损伤等病理结构的变化;通过流式细胞术、q PCR和免疫荧光等技术分析巨噬细胞亚型占比、数量变化以及巨噬细胞能量代谢关键酶表达。2、细胞模型:建立氧化性低密度脂蛋白(Oxidized LDL,ox-LDL)刺激小鼠骨髓来源巨噬细胞(Bone marrow derived macrophage,BMDM)的细胞研究模型。使用Western blot、油红O染色和免疫荧光等方法测定巨噬细胞表型及功能变化。此外,通过检测巨噬细胞氧化磷酸化和糖酵解相关底物水平、产物含量、相关蛋白表达量以及相关调控分子表达水平,探究ox-LDL作用条件下,PFOS暴露对巨噬细胞细胞能量代谢的影响。3、采用ox-LDL作用条件下糖酵解抑制剂2-DG与PFOS共处理实验,应用Western blot和q PCR探究PFOS暴露诱导的能量代谢重塑对促进巨噬细胞表型重塑的调控作用。4、应用Western blot、分子对接、流式细胞术和免疫荧光等方法,聚焦PFOS对铁蛋白重链(FTH)表达及Fe~(2+)水平的关键调控作用,通过Fe~(2+)螯合剂CQ共处理实验,综合阐明PBMN 673FOS暴露诱导的Fe~(2+)水平变化在诱导巨噬细胞能量代谢重塑中的调控作用。结果:1、同高脂饮食对照组小鼠相比,PFOS暴露小鼠8周后,小鼠主动脉中动脉粥样硬化斑块面积显著增加;主动脉壁厚度增加并出现炎性浸润及内皮损伤;此外,PFOS暴露小鼠主动脉中巨噬细胞占比增加,巨噬细胞泡沫化增强。提示高脂饮食条件下PFOS暴露促进小鼠动脉粥样硬化发生发展。2、小鼠主动脉流式细胞术结果显示,高脂饮食条件下PFOS暴露8周小鼠主动脉经典激活巨噬细胞(CAM,促炎表型)数量及占比均增多,交替激活巨噬细胞(AAM,抑炎表型)减少,对小鼠主动脉中CAM、AAM标志物转录水平进行测定得到与上述一致结果;细胞实验结果显示,在ox-LDL作用条件下PFOS暴露后巨噬细胞CAM标志物表达水平升高,巨噬细胞CAM标志物转录水平升高且AAM标志物转录水平降低。并且,巨噬细胞黏附能力增强、ox-LDL摄取能力增强。说明PFOS可以诱导巨噬细胞表型重塑,促进经典激活巨噬细胞(CAM)的生成,抑制交替激活巨噬细胞(AAM)生成;并且PFOS影响巨噬细胞的正常生理功能加剧动脉粥样硬化。3、Ox-LDL作用https://www.selleck.cn/products/AZD1152-HQPA.html条件下,PFOS暴露后巨噬细胞内总ATP含量减少、线粒体呼吸链复合物蛋白表达降低;葡萄糖摄取速率升高、乳酸和丙酮酸的含量增加,己糖激酶(Hk)表达增高;乳酸脱氢酶A(Ldha)、葡萄糖转运体1(Glut1)和丙酮酸激酶(Pkm)基因转录水平上调。以上结果提示PFOS暴露促进巨噬细胞能量代谢由氧化磷酸化向糖酵解重塑,导致总体能量生成减少。4、糖酵解抑制剂2-DG与PFOS共处理实验结果显示,与ox-LDL与PFOS共处理暴露组相比,2-DG与PFOS共处理后,巨噬细胞i NOS蛋白表达降低,CAM标志物Tnf-α、Il-1β、Ccl2转录水平下降,而AAM标志物Fizz1、Ym-1转录水平上升。结果提示:抑制糖酵解水平可缓解由PFOS诱导的巨噬细胞能量代谢重塑,并进一步减轻由PFOS引发的巨噬细胞表型重塑,说明PFOS暴露诱导的能量代谢重塑对促进巨噬细胞表型重塑起到重要调控作用。5、PFOS暴露使BMDM细胞内FTH蛋白表达量增加。分子对接结果显示,PFOS与FTH结合在Glu64、Glu61、Glu140、His65等储铁功能位点,分子对接结合能为-7.1 kcal/mol,说明PFOS可以与FTH稳定结合并影响其储铁功能。进一步对胞内Fe~(2+)含量进行检测发现,PFOS暴露BMDM细胞促使胞内Fe~(2+)含量明显升高。选用Fe~(2+)螯合剂CQ与PFOS共同处理后,PFOS引起的巨噬细胞能量代谢重塑得到缓解。说明PFOS暴露诱导的Fe~(2+)增加对促进巨噬细胞糖酵解起到重要调控作用。结论:本研究探究了高脂饮食高易感模型下,PFOS暴露对动脉粥样硬化发生发展的风险调控、关键细胞事件及其分子机制。研究发现,PFOS通过靶向FTH影响其储铁功能,导致巨噬细胞内Fe~(2+)水平升高,促使巨噬细胞糖酵解水平上调,诱导巨噬细胞向促炎表型分化,进而加剧动脉粥样硬化发生发展。本研究反映了高易感人群暴露PFOS的风险以及关键事件的特征,为PFOS暴露致动脉粥样硬化机制研究提供新的视角和关键数据。