血管内皮细胞自噬失调在缺血性视网膜病变新生血管形成中的作用及机制研究

Late retinal pathological neovascularization caused by ischemia and hypoxia is the common characteristic of ischemic retinopathy. Its etiopathogenesis has not been fully elucidated, so it is hard to cure in clinical practice. Existing studies have shown that ischemia and hypoxia are important causes of cell autophagy activation, which can maintain cell survive or lead to cell death, and induction of autophagy in endothelial cells in vitro can promote angiogenesis. This study intends to use human retinal vascular endothelial cells (HRVECs) cultured in vitro and oxygen-induced retinopathy mice model, (1) to observe the expression of autophagy related proteins-Beclin 1and LC3 in HRVECs under anoxic conditions and in mice’s RVECs during the period of neovascularization, and the level of marker proteins of autophagy signaling pathway PI3K/Akt/mTOR-p70S6K and Akt phosphorylation; (2) to observe the effect of autophagy change in HRVECs on cell proliferation, migration and tube formation under hypoxic conditions, and (3) to evaluate the effect of intravitreal injection of autophagy inhibitor 3-Methyladenine (3-MA) and antineovascular drugs Bevacizumab in vivo on retinal neovascularization. This research aimed to clarify the role of autophagic disorders of RVECs in the pathogenesis of neovascularization in ischemic retinopathy, and to provide new ideas for clinical anti-angiogenesis therapy.

缺血缺氧导致晚期病理性新生血管的形成是缺血性视网膜病变的共同特征，其病理机制尚未阐明，因而临床治疗较为棘手。研究表明，缺血缺氧是细胞自噬激活的重要诱因，在体外诱导血管内皮细胞自噬可促进血管生成。本研究拟利用体外培养人视网膜血管内皮细胞和小鼠氧诱导视网膜病变模型，（1）观察缺氧条件下人的和新生血管形成期小鼠的视网膜血管内皮细胞自噬相关蛋白Beclin-1、LC3的表达以及自噬信号通路PI3K/Aktm/TOR的标志性蛋白Akt及p70S6K磷酸化水平；（2）观察在缺氧条件下人视网膜血管内皮细胞的自噬变化对细胞增殖、迁移以及管腔形成的影响；（3）并在体观察玻璃体腔内注射自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-MA）联合抗新生血管药物贝伐单抗（Beva）对视网膜新生血管生成的影响。旨在阐明血管内皮细胞的自噬失调在缺血性视网膜病变新生血管形成中的作用及机制，并为临床抗新生血管治疗提供新思路。

视网膜新生血管（RNV）是多种缺血性视网膜病变，如糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变、视网膜静脉阻塞等的晚期共同特征和主要致盲原因，该病理过程受到多种细胞因子、细胞外基质成分以及信号网络等的紧密调控，但其病理机制尚未完全阐明。目前临床上针对缺血性视网膜病变尤其是RNV的治疗十分棘手，因此对RNV发生机制及防治策略的临床与基础研究是眼科领域的主要研究方向，具有重要的意义。. 细胞自噬是近年来生物学领域的研究热点，本项目针对视网膜新生血管形成机制的系列基础研究发现，①缺氧、高糖诱导的血管内皮细胞自噬在视网膜新生血管的形成中起到关键作用；通过抑制自噬能够在体外抑制缺氧、高糖诱导的内皮细胞迁移和管腔形成，初步阐明了自噬在视网膜新生血管性疾病中的作用机制。②自噬在脂肪细胞因子Chemerin 诱导的内皮细胞血管生成过程中发挥作用，提示 Chemerin 与增生性糖尿病视网膜病变的相关性与自噬有关。③缺氧激活RPE细胞自噬，调控细胞表达bFGF，TGF-β2，TNF-α等多种细胞因子的分泌进一步参与视网膜/脉络膜新生血管等眼部疾病的发生。. 视网膜新生血管性疾病的发病率逐年升高，不仅严重损害患者的视力，影响其生存质量，更给社会和家庭造成了巨大的经济负担。鉴于视网膜新生血管性疾病的高发病率及其严重危害性，加速对其研究具有现实性、紧迫性及较大的社会经济效益。本课题发现细胞自噬参与调控视网膜新生血管形成，脂肪细胞因子Chemerin 参与糖尿病视网膜病变的进展机制与自噬有关，缺氧诱导自噬激活并促进RPE细胞分泌多种细胞因子可能是自噬参与视网膜新生血管形成的另一重要机制。本课题的研究成果有望为缺血性视网膜病变的临床防治提供新方法、新思路，并减轻疾病带来的社会家庭负担。