高脂肪饮食诱发的炎症反应影响着心血管疾病的发生发展。主动脉作为人体主干动脉,在维持血压、血流量、氧气交换等生理功能方面发挥着重要作用,体现了其在整个心血管系统的重要功能。一方面,主动脉中包含着许多细胞类型,它们在炎症反应中发生的表型转化、基因表达以及功能差异,时刻影响着心血管疾病的发展。另一方面,主动脉由上胸至下腹部分为升、弓、胸、腹4个节段,动脉管的内部结构和微环境不尽相同,对炎症反应的响应存在差异,导致主动脉疾病的发生有着偏向性。而高脂肪饮食诱发主动脉炎症的过程中,主动脉不同节段的细胞组成和功能差异仍未得到充分的评估。因此,本研究从高脂肪饮食影响主动脉细胞组成和功能以及机制两方面入手,探究其中存在的节段的差异性、细胞的异质性以及关键的靶点蛋白。主要研究结果如下:1、揭示高脂Fulvestrant分子式肪饮食对小鼠主动脉细胞组成的影响。通过对正常饮食和高脂饮食小鼠主动脉升、弓、胸、腹4节段分别进行单细胞转录组测序,鉴定出10种主要的细胞类型,包括内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、单核/巨噬/树突状细胞、T细胞、B细胞、中性粒细胞、神经细胞、红细胞以及周细胞。高脂饮食后,小鼠主动脉4节段成纤维细胞比例均有增加,单核/巨噬/树突状细胞的占比增加只发生在升主动脉段和胸主动脉段,平滑肌细胞的占比减少只发生在升主动脉段和胸主动脉段。胸主动脉段中结合抗原的‘合成型’EC(内皮细胞)＿1亚群、‘促炎型’的Fibro(成纤维细胞)＿1和Fibro＿3亚群比例均呈现不同程度增多,升主动脉段中‘抗炎型’的SMC(平滑肌细胞)＿2和SMC＿5亚群比例降低,‘促炎型’的Mono Macro DC(单核\巨噬\树突状细胞)＿4亚群和T细胞比例是增加的。这表明高脂饮食对主动脉升、胸段细胞组成的影响更为显著,主要体现在Female dromedary响应炎症反应的细胞亚群比例变化上。2、揭示高脂肪饮食对小鼠主动脉细胞功能的影响。通过对细胞亚群功能富集和基因表达变化分析,结合血管肌张力、RT-PCR和组织免疫荧光试验,发现高脂饮食改变了胸主动脉段EC＿2亚确认细节群功能,减弱血管的舒张功能;改变了升主动脉段平滑肌细胞亚群功能,引发主动脉收缩功能异常;改变了胸主动脉段和腹主动脉段成纤维细胞亚群功能,对白细胞趋化性、单核细胞迁移等生物学功能显著富集;也改变了升主动脉段单核/巨噬/树突状细胞亚群富集炎症反应等生物学功能。此外,细胞间通讯分析出Mono Macro DC＿1亚群是主要分泌促炎因子的细胞亚群,其中CXCL信号通路在调控血管炎症中发挥着重要作用。这表明高脂饮食对主动脉不同节段功能的影响差异性体现在细胞功能和基因表达的异质性。3、鉴定Vcam1~+(血管细胞黏附分子1)内皮细胞亚群中Klf2(Krüppel样转录因子2)是主动脉炎症的关键调控因子。通过单细胞转录组测序和组织免疫荧光试验,证明具有抗炎作用的‘激活型’内皮细胞亚群(Vcam1~+EC亚群)的存在,高脂饮食诱导主动脉炎症过程中,其参与淋巴细胞迁移、细胞黏附、血流剪切力和动脉粥样硬化等生物学功能的基因表达变化显著。此外,结合冠心病人群GAWS(全基因组关联分析)联合分析和组织免疫荧光试验,发现Vcam1~+EC亚群中Klf2显著下调并参与血管炎症的调控。这表明Vcam1~+EC亚群中Klf2是调控血管炎症的关键因子。4、激活KLF2-S1PR1(鞘氨醇-1-磷酸受体1)信号轴改善血管内皮细胞炎症反应。对Vcam1~+EC亚群差异表达基因的蛋白间互作网络分析,找出Klf2下游靶蛋白S1pr1,并通过WB和RT-PCR试验验证了Klf2和S1pr1 m RNA水平和蛋白水平只在高脂饮食下的Vcam1~+内皮细胞中降低,Vcam1~-内皮细胞中无明显变化。通过构建Klf2过表达质粒转染HUVEC,结合RT-PCR、细胞黏附和细胞迁移试验,发现LPS(脂多糖)诱导内皮细胞产生炎症反应,而过表达Klf2降低了炎症反应中炎症因子的表达水平,减少了炎症反应中内皮细胞黏附单核细胞的数量,增强了内皮细胞在炎症反应中的迁移能力。此外,小鼠体内试验证明口服阿托伐他汀后,高脂饮食小鼠血清脂质水平,内皮细胞炎症因子表达量以及巨噬细胞侵袭血管壁程度均得到显著改善。这表明针对Klf2的基因和药物疗法均能改善内皮细胞的炎症反应。