Notch1/PFKFB3调控EPCs糖酵解途径参与胎盘血管形成的作用及机制研究

Aberrant placental vascularisation is the pathological mechanism in placental vascular diseases. Endothelial progenitor cells (EPCs) have the characteristics of stem cells and play a key role in the placental vascular formation and vascular repair. Glycolysis is the most important source of energy in the process of vascularisation and PFKFB3, an allosteric activator of PFK-1 and the most potent stimulator of glycolysis, plays an important role in the vascularisation process. What’s more, Notch1 affects angiogenesis by regulating the expression of PFKFB3 and the glycolysis pathway in endothelial cells. Our preliminary study found that the regulation of Notch1 in EPCs could influence the formation of HUVEC-mediated tubes. Furthermore, the expression of Notch1 increased with a decrease in PFKFB3 level in EPCs from preeclampsia. Presumably, Notch1/PFKFB3 may be involved in placental vascularisation by regulating the process of EPCs glycolysis and affecting the biological functions of EPCs. Therefore, this project is to investigate roles and molecular mechanisms of Notch1/PFKFB3 regulating EPCs glycolysis in placental vascularisation by applying clinical trials, cell experiments, angiogenesis assay in vitro and vivo. Our project may explore new ways to improve placental perfusion and provide new theoretical basis for the research and treatment of placental vascular diseases.

胎盘血管形成异常是胎盘血管性疾病的病理基础，血管内皮祖细胞（EPCs）具有干细胞特性，在胎盘血管形成和修复过程中起关键作用。糖酵解是血管生成过程中最主要的能量来源，PFKFB3作为糖酵解最强的激活剂，在血管形成过程中发挥重要作用。Notch1可通过调节内皮细胞中PFKFB3的表达，改变糖酵解速率，影响血管生成。我们前期研究证实在EPCs中调控Notch1表达可影响其血管形成功能；同时发现子痫前期EPCs中PFKFB3表达降低，伴随Notch1的表达升高。据此推测：Notch1可能通过调控PFKFB3介导的糖酵解途径，影响EPCs生物学功能，参与胎盘血管形成。因此，本课题拟通过临床试验、细胞实验、体内外血管新生模型，阐明Notch1/PFKFB3调节EPCs糖酵解在胎盘血管形成中的作用机制，探索改善胎盘血流灌注的新途径，为胎盘血管性疾病的研究及治疗提供新的理论依据。

PFKFB3是糖酵解的重要调节因子，参与血管生成和多种疾病的发生。然而，PFKFB3在子痫前期中的作用和调控机制仍有待阐明。本研究首先探讨转移相关肺腺癌转录-1（MALAT1）/miR-26/PFKFB3轴在早发型子痫前期中的功能及调控机制。我们研究发现早发型子痫前期胎盘组织中MALAT1和PFKFB3表达降低与内皮细胞功能障碍相关。体外实验结果表明，PFKFB3通过调节糖酵解来调节内皮细胞的增殖、迁移和导管形成。此外，MALAT1可能作为ceRNA与miR-26a/26b序列互补调节PFKFB3的表达。最后，MALAT1基因敲除通过下调PFKFB3介导的糖酵解流量来抑制内皮细胞血管生成，而PFKFB3的过度表达可以改善这种情况。在研究过程中我们还发现，在子痫前期滋养细胞模型--脂多糖（LPS）诱导的HTR-8/Svneo细胞，LPS显著上调了滋养细胞PFKFB3的蛋白水平，同时激活经典炎症NF-κB信号通路，继而上调了炎症因子IL-1β、TNF-α以及粘附分子ICAM-1的表达；而在LPS诱导的HTR-8/Svneo细胞中敲除PFKFB3，则抑制NF-κB信号通路，下调IL-1β、TNF-α以及ICAM-1的表达。LPS增强了滋养细胞中的氧化应激、细胞粘附与凋亡，抑制了细胞迁移与侵袭；而在LPS诱导的HTR-8/Svneo细胞中基因敲除PFKFB3，则可显著改善上述的滋养细胞功能障碍。基于这些发现揭示了在早发型子痫前期胎盘组织中MALAT1表达降低通过分泌miR-26a/26b以PFKFB3依赖的方式减少内皮细胞的糖酵解，并抑制内皮细胞增殖、迁移和小管形成，这可能是早发型子痫前期中异常血管生成的原因。此外，PFKFB3/NF-κB参与调节LPS诱导的滋养细胞过度炎症与功能障碍，可能在子痫前期中发挥重要作用，这些研究结果为子痫前期的早期干预提供理论依据。