长链非编码RNA GAPLINC对高糖低氧环境中移植内皮祖细胞的作用机制研究

The incidence of diabetic lower limb ischemic disease is increasing recently. More and more patients have to face the consequences of amputation, which brings heavy burden to the society and disaster to the individual. How to improve the function of impaired endothelial progenitor cells (EPC) in high glucose and hypoxic environment is the key to influence the efficacy of EPC transplanted based treatment for diabetic lower limb ischemic disease. Thereofor, it is important to reveal new molecular mechanisms and establish reasonable and effective intervention strategies. Our previous study suggested that Bcl-2 gene modification has a protective effect in high glucose hypoxia induced transplanted EPC injury, but the upstream pathway of Bcl-2 is currently unknown. Currently, a majority of researches focus on the role of long noncoding RNA (lncRNA) in a variety of diseases. However, we know little about the mechanism of lncRNA on peripheral vascular disease. This protocal is to explore the role of lncRNA GAPLINC in the impaired EPC of high glucose and hypoxic environment. We try to prove the presence of the signaling pathway(HIF-1α-GAPLINC-miR211-Bcl-2) in high glucose hypoxia induced EPC, and confirmed that the pathway is impaired. We transfect gene GAPLINC in EPC to repair EPC dysfunction in high glucose and hypoxic environment, in order to provide new strategies to improve the therapeutic efficacy of EPC transplantation in diabetic limb ischemia disease.

糖尿病性下肢缺血性疾病发病率日益上升，许多患者不得不面临残酷的截肢后果，给个人和社会带来了沉重的负担。内皮祖细胞EPC移植是潜在的有效治疗手段，而如何解决EPC在高糖低氧环境中功能不全是关键，因此揭示EPC受损的分子新机制，建立有效的干预策略具有重要意义。前期研究表明，Bcl-2 基因转染对高糖低氧诱导的移植EPC损伤有保护作用，但Bcl-2上游通路目前不得而知。目前关于长链非编码RNA（lncRNA）在各种疾病中的作用研究越来越多，但对外周血管疾病的影响研究仍甚少。本课题拟探索lncRNA GAPLINC在高糖低氧EPC中所起的作用，证实高糖低氧诱导的EPC中HIF-1α-GAPLINC-miR211-Bcl-2信号通路的存在且受损。我们通过转染质粒高表达GAPLINC来修复高糖低氧诱导的EPC功能不全，以期为提高EPC移植治疗糖尿病性下肢缺血性疾病的疗效提供新的干预靶点。

随着人口的老龄化、营养过剩、饮食不均衡、不良生活习惯等，以动脉粥样硬化病变为主的心血管疾病逐渐成为全球的头号死因。严重肢体缺血是下肢动脉硬化闭塞症的终末期，高截肢率及高心脑血管意外并发症，给个人、家庭及社会带了巨大的痛苦和沉重的负担，因此探索动脉粥样硬化的机制及寻找治疗靶点是十分有价值的。我们从高通量测序中筛选出一批具有显著性差异的长链非编码RNA，并通过进一步PCR验证锁定了一个新的lncRNA分子GAPLINC。通过研究发现，在低氧环境下，GAPLINC及HIF-1α在HUVEC中明显升高，同样通过干预HIF-1α，我们也得到了一样的结果，低氧诱导了HIF-1α的生成，进而促进了GAPLINC的表达。我们通过增强及干扰GAPLINC，发现了GAPLINC可以通过调控miR-211/Bcl-2通路影响HUVEC的迁移及增值，从而促进低氧环境下的血管新生， GAPLINC对血管新生的作用与VEGF/VEGFR、Notch/DLL4等关键分子有关。接下来我们进一步挖掘GAPLINC的作用，通过ox-LDL刺激HAEC，我们模拟了更接近AS疾病中内皮细胞生存背景。研究结果发现，ox-LDL可诱导HAEC凋亡，同时促进了GAPLINC的表达。而通过增强及干扰GAPLINC，我们发现GAPLINC可以通过GAPLINC/miR-183-5P/PDCD4通路促进HAEC的增殖与凋亡，同时我们也研究了GAPLINC影响HAEC凋亡的细胞周期。结合两者，我们证明了GAPLINC在下肢动脉硬化闭塞症中的双重作用，既可以促进血管新生，同时又可以促进动脉粥样硬化。该研究拓展了我们对动脉粥样硬化机制的一点点认知，可能在未来成为干预的一个靶点。