CHOP/NDRG2在糖尿病心肌缺血后血管新生中的作用及机制

Cardiovascular complications are the leading cause of diabetes. Diabetes inhibited myocardial ischemia-induced angiogenesis, but the mechanism is not elucidated. We found that CHOP is upregulated in diabetic heart. In addition, CHOP inhibits Wnt/β-catenin activity and endothelial cell proliferation/survival through NDRG2. Therefore, we hypothesize that CHOP inhibits diabetic myocardial ischemia-induced angiogenesis by promoting NDRG2. This project aims to clarify the relevance between CHOP and diabetic myocardial ischemia-induced angiogenesis with diabetic myocardial ischemic model and HUVEC cells. Next, we will explore the mechanism and significance of CHOP-inhibited Wnt/β-catenin activity mediated by NDRG2, and elucidate the role of the pathway in endothelial cell proliferation, migration, and apoptosis induced by high glucose. Finally, we survey myocardial angiogenesis, fibrosis, survival rate and explicit the function of CHOP on the regulation of diabetic myocardial ischemia-induced angiogenesis through adenovirus injection of heart endothelial specific CHOP silencing, NDRG2 gene knockout mouse, and intraperitoneal injection of Wnt activator LiCl. This project will study the mechanism of diabetic myocardial ischemia-induced angiogenesis and explore new treatment strategies.

心血管并发症是糖尿病主要死因，糖尿病抑制缺血心肌血管新生，但其机制尚不清楚。申请人前期发现，CHOP在糖尿病心肌组织高表达，而CHOP通过NDRG2抑制内皮细胞β-catenin活性和细胞增殖。因此，我们推测CHOP通过促进NDRG2进而抑制糖尿病心肌缺血后血管新生。本项目拟采用糖尿病小鼠心肌梗死模型和HUVEC细胞模型，明确CHOP等分子水平与糖尿病缺血心肌血管新生的相关性；探讨NDRG2在介导CHOP抑制Wnt/β-catenin活化的机制和意义，阐明该调控通路在高糖诱导的内皮细胞增殖、迁移、凋亡等生物学功能中的作用；最后通过体内实验，给予心脏内皮特异性沉默CHOP腺病毒点注射、敲除NDRG2或腹腔注射Wnt激活剂LiCl，观察心脏血管新生、纤维化、存活率等指标，明确CHOP对糖尿病心肌缺血后血管新生调节的功能。本研究将发现糖尿病心肌梗死后血管新生障碍的机制，为其治疗探索新的策略。

心血管并发症是糖尿病主要死因，糖尿病抑制缺血心肌血管新生，但其机制尚不清楚。本项目应用STZ成功构建糖尿病小鼠模型，并在此基础上通过结扎前降支构建心肌梗死模型，发现糖尿病加重心肌梗死后左室功能障碍，加重心肌梗死面积，抑制血管新生，加重细胞凋亡，抑制内皮细胞增殖，继而降低心肌梗死损伤后小鼠生存率。应用衣霉素构建小鼠心肌损伤模型，能明显促进ATF4、p-eIF2α、CHOP等内质网应激表达水平，β-catenin核转位明显减少，诱导了细胞凋亡，使小鼠心功能受损。干涉CHOP时衣霉素组Topflash活性增强，可部分恢复β-catenin活性，进一步证实CHOP抑制Wnt/β-catenin活性。而糖尿病、高糖均可促进CHOP转录增加，干涉CHOP逆转高糖对内皮细胞增殖的抑制作用；而高糖下调HUVEC细胞β-catenin活性，糖尿病降低心肌梗死后心脏内皮细胞β-catenin表达水平及核转位。CHOP可上调NDRG2水平，过表达NDRG2使β-catenin核转位水平明显下降；转染Topflash进一步证实NDRG2介导了CHOP对Wnt活性的抑制作用。.进一步研究发现Wnt3a通过促进β-catenin核转位，恢复S期时相，抑制缺氧诱导的细胞损伤，以及细胞凋亡，改善了HUVEC细胞迁移能力。LiCl能够抑制GSK3β磷酸化，从而使β-catenin去磷酸化，发生核转位，恢复β-catenin活性。改善HUVEC细胞β-catenin核转位。给予小鼠LiCl注射部分恢复糖尿病心梗后小鼠心脏内皮细胞β-catenin活性，促进内皮细胞增殖，减少内皮细胞凋亡，促进糖尿病心梗损伤后血管生成，.减轻糖尿病心肌梗死损伤后心肌梗死面积，恢复糖尿病心梗损伤后左室功能，改善生存率。.本研究探讨了NDRG2在介导CHOP抑制Wnt/β-catenin活化的机制和意义，明确CHOP对糖尿病心肌缺血后血管新生调节的功能，本研究发现了糖尿病心肌梗死后血管新生障碍的新机制，为其治疗探索新的策略。