IGFBP-rP1调控的ERK1/2信号通路在糖尿病性视网膜病变发病中的作用

Our preliminary study showed that insulin-like growth factor binding protein-related protein-1 (IGFBP-rP1) inhibited VEGF-induced retinal vascular endothelial cell line (RF/6A) phenotype activation by down-regulating B-Raf expression. Recent studies have shown that IGFBP-rP1 may inhibit retinal angiogenesis, but the specific molecular mechanism remains unknown. Based on the above findings, we would explore the role of B-Raf-MEK-ERK (ERK1/2) signaling pathway in RF/6A cells biological behavior by positive and negative adjustment of IGFBP-rP1 gene expression using gene recombination technology. Applying mouse oxygen-induced retinopathy (OIR) model to simulate proliferative diabetic retinopathy, we would evaluate the effect of intravitreal injection of IGFBP-rP1 on ERK1/2 signaling pathway activation, VEGF expression as well as angiogenesis of the mouse retina. The outcomes of these studies help to understand the features of IGFBP-rP1 and clarify its novel role and molecular mechanisms in diabetic retinopathy incidence. It is expected to form a new area of research to learn more about diabetic retinopathy pathogenesis and its prevention.

课题组前期研究发现胰岛素样生长因子结合蛋白相关蛋白-1（IGFBP-rP1）通过下调视网膜血管内皮细胞株（RF/6A）B-Raf蛋白表达，抑制VEGF诱导下RF/6A细胞表型活化，新近研究显示IGFBP-rP1可能抑制视网膜血管形成，但具体分子机制不明。本课题以上述发现为基础，应用基因重组技术，探索正向、负向调节RF/6A细胞IGFBP-rP1基因表达后，B-Raf-MEK-ERK（ERK1/2）信号通路变化对RF/6A细胞生物学行为的干预作用；利用小鼠氧诱导视网膜病变模型模拟糖尿病性视网膜病变（DR），在体研究玻璃体腔内注射IGFBP-rP1对小鼠视网膜ERK1/2信号通路活化、VEGF表达以及新生血管形成的影响。这些研究目前在国际上尚属空白，对于了解IGFBP-rP1功能、阐明其在DR发病中作用及分子机制具有理论创新意义，可望形成新的研究领域，加深DR发病机制及其防治的认识。

胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）系统与糖尿病性视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）发病关系密切，其成员是DR发病相关因子研究关注的焦点。课题组前期研究结果表明，视网膜血管内皮细胞株RF/6A能够合成和分泌胰岛素样生长因子结合蛋白相关蛋白-1（insulin-like growth factor binding protein-related protein-1，IGFBP-rP1），而IGFBP-rP1能够抑制血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)诱导下RF/6A细胞的表型活化。在此基础上，本项目发现糖尿病大鼠视网膜组织中IGFBP-rP1基因表达的下调早于糖尿病性视网膜病变（DR）病理改变出现之前发生，而高糖环境下活性氧增多可能是导致视网膜血管内皮细胞（retinal endothelial cell, REC）中IGFBP-rP1表达下调的主要原因，说明IGFBP-rP1可能是抑制DR发病的保护性基因；应用RNA干扰技术负向调节RF/6A细胞中IGFBP-rP1基因的表达后，发现低氧环境下RF/6A细胞VEGF表达明显增加和B-Raf、MEK1/2和ERK1/2的显著活化，证实IGFBP-rP1通过干预B-Raf-MEK-ERK信号转导途径的信号传递，抑制REC表型活化，从而发挥其保护性作用；利用C57BL/6J小鼠构建的OIR模型，在体研究玻璃体腔内注射重组小鼠IGFBP-rP1后，发现IGFBP-rP1通过下调OIR小鼠视网膜中VEGF蛋白的表达，抑制视网膜新生血管形成，证实IGFBP-rP1在眼内同样具有抑血管新生因子作用，可能成为未来DR基因治疗的靶点，具有潜在的临床应用价值。