LRG1通过TGF-β信号通路调控病理性瘢痕形成的机制研究

Hypertrophic scar is a very common disease. It has been elucidated to date that abnormal neovascularization is the crucial factor for hypertrophic scar formation. However, all current strategies to treat this disease have their own limitations of effective management and unsatisfactory outcomes. Aberrant neovascularization significantly contributes to pathological scar formation. The expression of TGF-β1 significantly increased in pathological scar tissue and its downstream is activated to inhibit the proliferation of vascular endothelial cells, which contradicts the phenomenon that aberrant neovascularization increases in pathological scar tissue. Current research demonstrated that LRG1 could regulate TGF-β signalling pathway, results in promotion of the aberrant neovascularization. We suggest that LRG1 be an important regulatory factor of angiogenesis in pathological scar tissue. To prove this we investigate the role of LRG1 in proliferation and tube formation ability of endothelial cells and its function in downstream pathways of angiogenesis. Next, we will construct a scarring model in LRG1 knock-out heterozygotic mice to make clear that inhibiting LRG1 signaling leads to scarless wound healing. Through our research, we aim to elucidate the role of LRG1 in scar inhibition and wound repair through the downstream pathway, thus providing new insights into the regulation of wound healing.

增生性瘢痕是一类常见病，尚无理想的治疗方法。异常的血管新生是瘢痕持续增生的核心因素。转化生长因子β（TGF-β）在增生性瘢痕中高表达已被证实，然而，文献报道TGF-β抑制血管内皮细胞增殖，这与病理性瘢痕中新生血管增多现象相悖。本研究预实验发现增生性瘢痕中亮氨酸富集糖蛋白-1（LRG1）高表达，LRG1是近年发现的病理性血管新生调控因子，调控TGF-β下游通路促进组织血管新生。申请人推测LRG1是增生性瘢痕组织中异常血管新生的重要调节因子。为验证此假说，本项目拟研究LRG1在TGF-β存在下对瘢痕血管内皮细胞增殖、成管能力的调控；进而探讨LRG1对血管内皮细胞内TGF-β信号通路下游蛋白活化的影响；然后通过LRG1-/-小鼠张力诱导的瘢痕模型进行在体干预实验，明确靶向性抑制LRG1可以实现创面无瘢痕愈合。通过本研究，探索LRG1及其下游通路抑制瘢痕增殖的可行性，为瘢痕治疗寻找新的调控靶点。

通过本项基金的资助，我们对LRG1在增生性瘢痕形成及皮肤创面愈合中的作用进行了研究。.在病理性瘢痕及皮肤纤维化的研究中，我们和其它项目组的前期研究发现生物力学和病理性血管生成是纤维增生性疾病的主要特征。在研究众多与血管生成有关的疾病时，去了解它们发生病理性血管生成的机械微环境的作用和调控是十分必要的。比如在皮肤纤维化中，皮肤成纤维细胞和血管内皮细胞是肥厚性瘢痕形成不可或缺的部分。在这里，我们的研究发现， LRG-1调控着病理性血管的生成，它将生物机械力与皮肤纤维化中的血管生成联系了起来。我们发现LRG-1在增生性瘢痕组织中过表达，敲除小鼠皮肤中Lrg-1基因，在小鼠增生性瘢痕形成模型中减少了病理性血管和皮肤纤维化的形成。 同时我们发现了LRG1的上游调节机制，即：FAK/ERK的抑制剂会通过ELK1转录因子减少LRG-1的表达，据我们所知，这是关于LRG1调节机制的首次报道。同时，我们的研究表明，LRG-1或许可以作为治疗纤维增生性疾病的关键靶点。.在皮肤创伤修复中，再上皮化过程是至关重要的。我们的研究确定了LRG1在再上皮化中的作用，即：LRG1通过增强角质形成细胞中HIF-1α的稳定性，促进了角质形成细胞的迁移与伤口的再上皮化。我们的研究显示，LRG1在鼠皮肤伤口边缘表达较正常鼠皮有增加，在小鼠的皮肤创伤愈合过程中注射重组人LRG1蛋白可加速角质形成细胞迁移促进皮肤伤口愈合。此外，我们确定了转录因子ELK3作为LRG1的下游效应子。我们证实，由LRG1调控的ELK3水平升高可以通过上调HIF-1α稳定性来促进细胞迁移。同时，其它研究组的研究发现，高血糖影响着HIF-1α的稳定性。因此我们的发现不仅为再上皮化时细胞迁移的分子控制机制提供了新思路，还发现了治疗慢性糖尿病伤口不愈的潜在靶点。