HIF-1α及VEGF在血管畸形发生发展的相互作用机制与沙利度胺的相关作用研究

Gastrointestinal vascular malformations (GIVM) is the main cause of obscure gastrointestinal bleeding, the pathogenesis and treatment has not yet clarified. This project intends to study the plasma and tissue expression of HIF-1α，VEGF and VEGFR in different bleeding degrees of GIVM patients and the associated mechanisms of thalidomide and the assessed value of the drug efficacy. Further studied the cell proliferation, apoptosis and vascular structure formation, as well as the mRNA and protein expressions of HIF-1α and VEGF of HUVEC either induced by hypoxia, VEGF or by increase/decrease HIF-1α, VEGF and HIF-1α + VEGF gene expressions. And clarify the interaction mechanisms of HIF-1α and VEGF in blood vessel formation. Besides, studied the role of thalidomide on cell proliferation, apoptosis, and on HIF-1α, VEGF and VEGFR associated actions. In order to clarify the interactions of HIF-1α and VEGF in the pathogenesis of vascular malformation and thalidomide associated actions, providing a theoretical basis to understand and overcome the rebleeding of vascular malformation, adverse prognostic factors, and provide a new idea for thalidomide targeted treatment in vascular malformation.

胃肠道血管畸形（GIVM）是引起不明原因消化道出血的主要原因，发病机制及治疗仍未阐明。本课题拟通过体内实验研究HIF-1α及VEGF、VEGFR在不同程度出血的GIVM患者血清及组织中的表达及其在沙利度胺治疗机制中的作用以及对药物疗效的评估价值。进一步通过体外实验研究缺氧与VEGF诱导下以及上调或下调HIF-1α、VEGF及HIF-1α+VEGF基因表达后对HUVEC 细胞增殖、细胞凋亡及血管样结构形成情况，以及HIF-1α及VEGF、VEGFR及其mRNA的表达的影响，明确HIF-1α与VEGF在血管形成中的相互作用机制。同时在体外研究沙利度胺对细胞增殖、细胞凋亡及HIF-1α、VEGF、VEGFR的作用机制。从而诠释HIF-1α及VEGF诱导的血管畸形发生、发展的作用途径，为理解并克服畸形血管再出血这一不良预后因素的难题提供理论基础，同时为沙利度胺治疗血管畸形提供新的思路和靶点。

胃肠道血管畸形（GIVM）是小肠出血的最主要原因，发病机制尚不明晰、缺乏针对性强的治疗手段。我们在国家自然科学基金（81270474）的资助下研究了缺氧诱导因子及其下游信号通路和GIVM发生发展之间关系。体外实验结果发现：1. GIVM手术标本中HIF 1α和HIF 2α表达明显高于正常肠黏膜组织。2.低氧培养下，HUVEC HIF-1α和HIF-2α蛋白表达明显高于常氧培养。3.低氧培养下，小鼠胸主动脉环血管形成明显增多。4.沙利度胺可以在体外抑制低氧培养下HUVEC HIF-1α和HIF-2α蛋白的表达。5.过表达HUVEC的HIF-1α和HIF-2α水平后，VEGF基因启动子区域活性明显增强，VEGF等下游基因的mRNA和蛋白表达水平明显升高，血管生成明显增加。动物实验发现：1. HIF-2α过表达后将导致斑马鱼肠下静脉出芽明显增加（4.20±1.48个，P<0.05 vs.对照组）；2.在沙利度胺干预后，斑马鱼肠下静脉出芽显著减少，尤其在给予800uM沙利度胺干预时，部分斑马鱼肠下静脉表型与正常对照组类似；3. HIF-2α过表达后，VEGF等下游基因表达均出现不同程度的上调，并且沙利度胺能够抑制上述基因的表达。4.三组斑马鱼样本转录组测序分析提示HIF-2α和沙利度胺对血管生成通路中VEGF通路和NOTCH通路存在影响。临床研究发现：1.完整随访期内，沙利度胺治疗GIVM所致难治性消化道出血的总体有效率为79.49%。2.服用沙利度胺后，完全止血率为38.46%。GIVM出血患者的年均输血量、年均出血次数和年均住院次数明显减少，血红蛋白水平明显升高（P＜0.001）。3.GIVM出血患者服用沙利度胺后，主要不良反应发生率为31.25%。最终结果显示：1）HIFs可能与GIVM发病有关，沙利度胺可以抑制低氧条件下HUVEC HIFs蛋白的表达。2）过表达HIF-1α和HIF-2α可促进VEGF、Notch1、Dll4和 Ang2 mRNA和蛋白的表达，促进血管形成。3）HIF-2α能够诱导血管异常出芽，其作用能够被沙利度胺所抑制。4）对于GIVM所致难治性消化道出血患者，沙利度胺是一种长期有效而相对安全的药物治疗方法。以上结果使我们对GIVM的发病机制以及沙利度胺的治疗效果有了更深一步的认识，对进一步寻找治疗GIVM的靶点提供了理论基础。