NADPH 氧化酶4调控脑缺血后血管生成及其机制研究

The angiogenesis after cerebral infarction improves the local blood supply, and contributes to the recovery of neurological function. However, the molecular mechanism of angiogenesis after cerebral ischemia has not been clarified. the study showes that ROS, as an important signal molecule, is involved in the regulation of proliferation, migration and angiogenesis in a variety of vascular endothelial cells. Our preliminary study demonstrates that NOX4 is a major source of ROS production in primary rat brain microvascular endothelial cells after OGD/RX, and the inhibition of the activity of NOX4 promotes cell apoptosis, decreases vascular tube formation, moreover, NOX4 protein is expressed in endothelial cells at the late stage of cerebral ischemia in vivo.Therefore, we hypothesize that NOX4/ROS promotes angiogenesis after cerebral ischemia. The project intends to verify the angiogenic role of NOX4/ROS by NOX4 knockout mice in vivo, and clarify the downstream signal pathway of NOX4/ROS in primary rat brain microvascular endothelial cells by the NOX4 shRNA lentiviral particles in vitro. We believed that this study may provide possible molecular target for the new therapeutic scheme.

脑梗死后血管新生能够改善局部血液供应，并且有助于改善缺血后神经功能恢复。但是目前为止脑缺血后血管新生分子机制尚未阐明。研究表明在多种血管内皮细胞中，ROS作为重要的信号调节分子，参与血管内皮细胞增殖、迁移以及血管新生。我们预实验最新研究发现NOX4是原代大鼠脑微血管内皮细胞OGD/RX后ROS产生的主要来源，并且抑制NOX4活性后，能够促进细胞凋亡，抑制成血管结构；进一步体内研究显示NOX4蛋白在脑缺血后期在脑血管内皮细胞内表达。因此我们推测NOX4/ROS能够促进脑缺血后脑微血管内皮细胞血管生成，在本项目中，拟通过敲除小鼠NOX4，体内验证NOX4/ROS促脑缺血后血管新生作用，并构建慢病毒质粒沉默原代大鼠脑微血管内皮细胞NOX4，体外阐明NOX4/ROS对于下游信号通路MAPKs、Akt/mTOR在促血管新生中的调控作用，为寻找以脑缺血后血管生成为靶标的治疗新方案提供可能的分子靶点。

脑梗死后血管新生能够改善局部血液供应，并且有助于改善缺血后神经功能恢复。但是目前为止脑缺血后血管新生分子机制尚未阐明。本项目通过建立小鼠脑梗死模型及原代人脑微血管内皮细胞OGD/RX模型，利用基因敲除以及慢病毒构建和转染技术，运用分子生物学、细胞生物学等方法手段，深入探讨NADPH氧化酶4/ROS促脑梗死后脑血管内皮细胞血管新生的作用及其内在分子机制。首先通过体外实验明确了脑微血管内皮在缺血再灌注后的损伤及再生情况；证明了NADPH氧化酶4/ROS参与调控脑微血管内皮细胞血管生成；进一步证实了长链非编码RNA MEG3-NADPH氧化酶4/p53通路是NADPH氧化酶4参与调控血管生成的重要机制，并阐NADPH氧化酶4调控明HIF-1及VEGF促进血管增生，我们进一步通过体内实验表明NADPH氧化酶4在脑缺血后的缺血半暗带明显增加，并且敲除NADPH氧化酶4后，脑梗死小鼠缺血半暗带血管新生明显减少，结果表明NADPH氧化酶4参与脑缺血后调控脑微血管内皮细胞血管生成。同时我们通过药物作用靶点证实补阳还五汤作用于NADPH氧化酶4改善脑缺血后脑微血管内皮细胞血管生成。因此本研究通过体内外研究充分证实NADPH 氧化酶4/ROS信号途径促脑梗死后血管新生作用及其相关机制。为今后寻找以脑梗死后治疗性血管新生为靶标的治疗新方案提供可能的分子靶点。