CD146在眼底新生血管疾病中的作用及机制

Ocular neovascularization is a central feature of retinopathy of prematurity , diabetic retinopathy and age-related macular degeneration. Our previous studies discovered the roles and mechanisms of CD146 in angiogenesis as a receptor, and the neutralizing antibody against CD146, AA98, inhibited tumor angiogenesis significantly. Moreover, recent results showed that CD146 is a co-receptor of VEGFR2, and anti-CD146 could enhance the inhibitory effect of anti-VEGF on angiogenesis. We explored the roles of CD146 in ocular neovascularization and found that CD146 was overexpressed in ocular neovasculature in OIR model, and AA98 inhibited ocular neovascularization in model animal, which suggests the roles of CD146 in ocular neovascularizaiton. We will investigate the roles of CD146 in ocular angiogenesis and the mechanisms underlying, explore the therapeutic effect of blocking CD146 pathway on ocular NV. The results of this study will help us to elucidate the mechanisms of ocular NV, and provide a potential therapeutic target.

眼底新生血管形成是早产儿视网膜病变、糖尿病视网膜病变和老年黄斑变性的共同病理过程，其机制尚未完全阐明。申请者前期工作发现CD146是血管生成新靶分子，揭示其作为膜受体在血管形成中发挥作用的机制，其功能性抗体AA98可显著抑制肿瘤血管生成，更重要的发现是，CD146是VEGFR2的共受体，抗CD146抗体与抗VEGF抗体对血管生成有协同抑制作用。申请者最新研究表明，CD146在眼底血管生成疾病模型中表达升高，且抗CD146抗体AA98显著抑制眼底新生血管形成，提示CD146可能参与眼底新生血管的形成。本项目计划以缺氧和激光诱导眼底新生血管模型为平台，结合临床资源，研究CD146在眼底新生血管疾病中的作用，并进一步探讨CD146的作用机制，阐明其中的信号网络，特别是与VEGF信号通路的相互作用，对眼底新生血管的发病机制和干预手段进行深层次的探索，同时为眼底新生血管疾病提供新的靶点及治疗策略。

本项目按照计划书的要求，全面完成了规定的研究内容，发现了眼底血管新生相关疾病的发病新机制，同时为眼底新生血管的防治提供了新靶点和潜在药物。相关成果在PNAS, Cell Research等发表标注文章8篇；申请1项发明专利，2项发明专利在课题执行期间获得授权；以本项目相关研究成果作为部分内容的项目获得2014年北京市科学技术奖一等奖。国际同行也对相关成果进行高度肯定，NIH的血管生成领域专家St. Broix评论说，相关发现为治疗血管生成相关疾病提供了新的可能的靶点；F1000评价为“新发现”和“新靶点”。以本项目成果专利为标的之一的研究成果正在以实施许可方式与企业合作开发临床药物。. 通过本项目的实施，在临床水平发现了CD146在增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）、早产儿视网膜病变（ROP）患者的视网膜新生血管内皮细胞高表达，并在动物中构建的氧诱导视网膜病变（OIR）、脉络膜新生血管（CNV）及角膜新生血管（CoNV）的疾病模型中得到验证；对CD146表达调控机制的研究中新发现了对血管生成发挥负调控作用的microRNA-329，阐明缺氧因子上调VEGF及TNF-的表达，两者通过抑制miR-329来实现对CD146表达上调的新机制；对CD146在眼底新生血管相关疾病中的作用机制的研究中发现CD146的天然配体Netrin-1，阐明Netrin-1 通过与CD146的结合，诱导内皮细胞ERK和p38的激活，发挥促血管生成功能的机制；发现CD146在内皮细胞和周细胞上动态表达以协同血管生成过程中二者的相互作用；应用抗CD146抗体AA98探索以CD146为靶点治疗眼底新生血管相关疾病的策略研究，细胞水平研究表明，AA98显著抑制视网膜血管内皮细胞的增殖、迁移和成管状结构能力，在OIR, CNV和CoNV的疾病模型中显著抑制病理性血管生成，表现出对上述疾病的显著疗效；成功解析AA98/CD146抗原抗体复合物的蛋白晶体结构，揭示了CD146促进血管生成功能的激活由其二聚化引发，而AA98抗体的治疗功能正是由于其与CD146的结合产生的空间位阻妨碍了CD146二聚体的形成，解释了AA98独特抗原表位的特异性。