生长激素通过调节PI3K/AKT通路活性减轻动脉粥样硬化：来自单细胞测序和机制探索的见解

目的：本研究旨在基于单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据分析，探讨生长激素（GH）对动脉粥样硬化（AS）的影响及其潜在机制。方法：我们利用从动脉粥样硬化和健康血管组织中获得的scRNA-seq数据，分析GH对动脉血管平滑肌细胞（VSMCs）的影响。通过经咽旁入路进行垂体切除术，随后给予高脂饮食（HFD），在C57BL/6和ApoE−/−小鼠中诱导AS，形成C57-Hx和ApoE−/−-Hx模型。通过测量动脉脂质沉积、斑块进展、胶原蛋白丢失、血管炎症和氧化应激来评估AS。使用液相色谱-质谱联用（LC-MS）评估血清代谢物变化。采用RNA测序检测GH在AS治疗中的潜在机制，并通过Western blot进一步确认。体外实验中，用氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）处理VSMCs以模拟动脉粥样硬化损伤。通过测量脂质积累、炎症反应、凋亡和泡沫细胞相关标志物的表达水平来评估泡沫细胞的形成。最后，PI3K/AKT抑制剂LY294002证实GH通过PI3K/AKT信号通路减轻AS。结果：scRNA-seq数据分析显示，动脉粥样硬化动脉的VSMCs中生长激素信号降低。HFD导致血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TGs）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平升高，同时伴随脂质沉积、炎症反应和氧化应激增加。相反，在C57-Hx小鼠中，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和胰岛素样生长因子1（IGF-1）水平较低。GH治疗改善了ApoE−/−-Hx小鼠中HFD诱导的AS。LC-MS分析显示，GH改变了来自C57-sham、C57-Hx、ApoE−/−-Hx和ApoE−/−-Hx-GH(3)小鼠血清样本中的脂质代谢。GH通过增加1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（POPC）、PE-NMe2(18:1(9z)/18:1(9z))（DMPE）和4-氯-2-硝基苄醇的水平，并降低1-十七烷酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱，来维持脂质平衡。RNA测序显示C57-sham和C57-Hx小鼠主动脉中存在显著的基因表达差异。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析显示，GH通过调节磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信号通路来抑制AS的进展，这一发现通过Western blot验证。进一步的体外研究表明，GH通过激活PI3K/AKT通路对VSMCs发挥保护作用，抵抗ox-LDL诱导的损伤，这通过使用特异性PI3K抑制剂LY294002的实验证实。结论：GH通过激活PI3K/AKT通路减轻AS的发展。本研究结果强调了GH在抑制AS方面的治疗潜力，并突出了PI3K/AKT通路作为临床干预有前景靶点的重要性。