VEGF基因修饰的巨噬细胞对动脉粥样硬化早期血管内皮修复的作用及机制研究

Atherosclerosis is the usual cause of heart attacks, strokes even death. Endothelial injury or dysfunction has been proposed to be one of the initiating events of atherosclerosis. Endothelial progenitor cells (EPCs) play important roles in repair-to-injury of arteries. Many evidences have shown cardiovascular risk factors ,such as atherosclerosis, decrease the number and function of EPCs. In our study in 2011, we have demonstrated that VEGF-modified macrophages transdifferentiate into endothelial-like cells (ELCs) in vitro and in vivo. On that base, we plan to investigate if the VEGF-modified macrophages could repair the injured endothlium in early atherosclerosis. A model of vascular injury in early atherosclerosis is induced by Wire-injured carotid artery in ApoE-/- mice after 2 weeks with high-fat diet. Direct repair, promoting the chemotaxis and adhesion of EPCs, inhibiting of foam cells development, activating of TRPV1 and shift in subtype of monocytes and macrophages should be studied to investigate the repair mechanism. This study will try to demonstrate that VEGF-modified macrophages could repair endothelial cells after vascular injury in early atherosclerosis, which should supply a new method to prevent early atherosclerosis development.

动脉粥样硬化（AS）是严重危害人类健康的疾病。血管内皮损伤是AS的始发因素。针对损伤内皮的修复是防治AS的一大策略。内皮祖细胞（EPCs）被证实参与了内皮修复，但其在AS患者体内数量不足、功能降低严重阻碍了其疗效。在我们发现VEGF基因修饰的巨噬细胞可以转分化为内皮样细胞（2011年）的基础上，本项目拟用高脂饮食复制ApoE-/-小鼠AS模型，并行颈动脉球囊损伤，在体研究经人VEGF基因修饰的巨噬细胞对AS早期动脉内皮损伤的修复及AS斑块形成的影响。以直接修复、促进内皮祖细胞趋化、抑制泡沫细胞形成、调节单核-巨噬细胞的功能性分化、激活TRPV1的表达等为切入点，揭示VEGF基因修饰的巨噬细胞对AS早期动脉内皮损伤的修复机制。为"通过修复损伤的血管内皮来早期防治和阻止AS发展"的治疗策略提供新的思路和实验依据。

血管内皮损伤是动脉粥样硬化（AS）的始发因素。在AS早期，及时促进损伤内皮的修复是阻止其发展的一大策略。内皮祖细胞（EPCs）可通过直接“再内皮化”的方式修复损伤内皮；血管内皮生长因子（VEGF）是功能最强大的内皮细胞有丝分裂原。但前者数量不足和后者系统性使用引起的副作用均降低严重阻碍了其疗效。 . 本项目利用慢病毒载体建立了过表达人VEGF165基因的小鼠巨噬细胞系，并在体外检测了该细胞系的表型、成血管能力、分泌VEGF功能；体内研究了该细胞治疗对动脉粥样硬化早期小鼠血管内皮细胞损伤的修复作用及其机制; 并从成泡沫细胞能力、一氧化氮（NO）、瞬时受体电位香草醛亚家族1（TRPV1）的角度，体外研究了该细胞系对内皮细胞的保护和修复机制。研究结果显示：（1）利用慢病毒载体结合流式分选的方法，成功构建了稳定过表达外源性人VEGF165基因的小鼠巨噬细胞系hVEGF165-ZsGreen1-RAW264.7。该细胞系在基因水平和蛋白水平表达内皮细胞标志FLK-1、vWF、eNOS、VE-cadherin、Tie-2显著增高；在ECM胶上培养形成类血管状结构。该细胞在体外转分化为内皮样细胞，发挥类似内皮祖细胞的作用。（2）在小鼠动脉粥样硬化早期血管内皮损伤模型中，小动物成像仪显示该细胞经尾静脉注射后靶向聚集在受损血管部位，可提高局部VEGF浓度；1周后切片显示，该细胞以类似内皮祖细胞“直接修复”的方式参与受损血管的再内皮化；4周后，该细胞治疗组受损血管新生内膜面积明显减小，有效抑制了AS的发展。（3）在OX-LDL诱导泡沫细胞形成实验中,该细胞成泡沫细胞能力明显减弱；Griess 法测定，NO产量明显增高；Western Blot显示该细胞 TRPV1表达显著增高。. 本课题证实了我们提出的“VEGF基因修饰的巨噬细胞通过直接修复、靶向提高局部VEGF浓度、增加NO含量、抑制泡沫细胞形成、激活TRPV1等机制，促进AS早期动脉内皮损伤的修复”的假说，为AS的防治提供新的思路。