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高血压是严重危害人类健康的心血管病,血管重构在高血压发生发展过程起重要作用。血管外膜成纤维细胞(adventitial fibroblasts,AFs)是血管外膜的主要成分,当血管受损时,AFs发生表型转化,分化为肌成纤维细胞(myofibroblasts,MFs),MFs增殖和迁移能力增强,参与新生内膜形成,促进血管重构。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎性小体由NLRP3、含CARD结构域的凋亡相关斑点蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain,ASC)和半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1前体(pro-cysteinyl aspartate specific proteinase 1,procaspase-1)构成的一种胞内高分子蛋白复合体。高血压患者与正常人群相比,血浆中白细胞介素(interleukin)-1β(IL-1β)和白细胞介素(interleukin)-18(IL-18)水平明显升高,炎性因子水平与血压高度相关,NLRP3炎性小体涉及高血压的发病机制。Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(Fibronectin type III domain-containing protein5,FNDC5)是一种I型膜蛋白,参与有氧运动介导的各种代谢改变。我们实验室以往研究发现FNDC5过表达具有改善肥胖小鼠高脂血症,促进脂肪细胞的脂解等作用,但在心血管病中的作用尚未可知。本研究主要探讨FNDC5在自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)血管外膜AFs的表型转化和炎性小体激活中的作用与机制。目的1.探讨FNDC5过表达对SHR大鼠AFs表型转化和NLRP3炎性小体激活的影响及其分子机制;2.探讨FNDC5过表达对SHR大鼠外膜炎症及血管重构的治疗作用。方法采用酶消化法分离SHR和WKY大鼠胸主动脉的原代成纤维细胞,大鼠麻醉后取出胸主动脉,放入无菌PBS中,剥除血管周围脂肪并剥离中膜和内膜,将外膜置于0.2%I型胶原酶中消化15min,收集细胞接种到含10%FBS和1%双抗的高糖培养基中,置于37oC,5%的CO2及饱和湿度下进行培养。将WKY和SHR大鼠随机各分为两组,每组6只,这两组大鼠再分别经尾静脉注射空病毒以及FNDC5过表达慢病毒(1.0×108 PFU),3周后取胸主动脉进行检测。免疫组织化学染色(Immunohistochemistry staining)检测大鼠胸主动脉外膜中FNDC5表达量。超氧化物阴离子荧光探针(Dihydroethidium,DHE)检测大鼠胸主动脉外膜和AFs的活性氧(reactive oxygen,ROS)水平。Masson染色检测大鼠胸主动脉外膜纤维化和血管重构。蛋白质免疫分析技术(Western blot)检测大鼠胸主动脉外膜及AFs中FNDC5、NOX2、NOX4、collagen-I、collagen-III、fibronectin、α-SMA、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、CTGF、TGF-β1、EGFP及GAPDH蛋白含量。用real-time PCR(RT-PCR)检测细胞及胸主动脉外膜中FNDC5、NOX2、NOX4、collagen-I、collagen-III、fibronectin、α-SMA、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、CTGF、TGF-β1、EGFP及GAPDH基因表达水平。结果1.SHR大鼠胸主动脉外膜中FNDC5 mRNA和蛋白水平下调,NLRP3炎性小体激活。2.FNDC5过表达抑制SHR大鼠AFs的表型转化、纤维化、NLRP3炎性小体激活和NOX2来源ROS的产生,但对NOX4没有显著影响。3.干涉FNDC5表达促进SHR大鼠AFs表型转化、纤维化、NLRP3炎性小体激活和NOX2表达,但对NOX4没有显著影响。4.FNDC5过表达降低SHR大鼠外膜中NOX2来源ROS的产生,抑制表型转化、NLRP3炎性小体激活和纤维化。5.FNDC5过表达降低SHR大鼠血压,改善血管重构。结论1.FNDC5减少SHR大鼠AFs中NOX2来源ROS的生成、抑制NLRP3炎性小体激活、表型转化和纤维化。2.FNDC5过表达减轻SHR大鼠外膜中的氧化应激、炎症和血管重构。