七鳃鳗富含半胱氨酸分泌蛋白抗血管新生活性和机制的研究

Angiogenesis plays an important role in the pathological development and progression of various cancers, rheumatoid arthritis, and diabetic retinopathy etc., which brings about serious harm to human health and the quality of life. In the present study, a novel cysteine-rich secretory protein (CRBGP) has been purified from the buccal gland of the lampreys (Lampetra japonica), and it could inhibit bFGF-induced angiogenesis in chicken chorioallantoic membrane assays. CRISPs usually act as ion channel blockers or neutrophil inhibitory factors, however, CRBGP has also been proved to possess anti-angiogenic activity for the first time. To elucidate the anti-angiogenic activities as well as mechanisms of CRBGP, native CRBGP, recombinant CRBGP, truncated CRBGP-PR-1 and CRBGP-CRD will be purified and assayed. The desired results could not only account for the bloodsucking mechanisms of the lampreys, but also provide a key link connecting ion channels, inflammation, and angiogenesis. In addition, lamprey CRBGP would act as a candidate possessing antalgic, anti-inflammatory and anti- angiogenic activities which are essential for novel drug development and are of great scientific significance and application prospect.

血管新生异常会导致多种疾病如肿瘤、风湿性关节炎，以及糖尿病视网膜病变等的发生，严重危害人类生命健康和生活质量。本项目已从七鳃鳗口腔腺分泌液中分离纯化出一种新的富含半胱氨酸分泌蛋白（CRISP）家族成员-CRBGP，并首次证实该蛋白家族成员能够抑制鸡胚尿囊膜血管的新生。这是首次发现CRISP家族蛋白（CRBGP）同时具有离子通道调控功能、中性粒细胞抑制因子样活性，以及抗血管新生功能。本项目拟提取天然CRBGP，并对其及截短体CRBGP-PR-1和CRBGP-CRD进行重组表达和纯化，获得具有天然生物活性的可溶性重组蛋白，深入研究天然和重组蛋白及其截短体的抗血管新生功能和作用机制。本项目的顺利实施不仅为探索七鳃鳗口腔腺分泌液的生物学功能提供线索，阐明离子通道、炎症与血管新生间的关系，还为开发同时具备镇痛以及消炎功能的新型、高效抗血管新生药物奠定理论基础，具有重大的科学意义和市场开发应用前景。

七鳃鳗为无颌类低等脊椎动物，依靠吸食鱼类血肉为生，其口腔腺含有多种具有抗炎等活性的分子。本项目首次证实了钠离子通道阻断剂—来自七鳃鳗口腔腺的富含半胱氨酸分泌蛋白（cysteine-rich buccal gland protein，CRBGP）具有抗血管新生功能，并确定了其作用机制及功能结构域。这是首次确定富含半胱氨酸分泌蛋白能够参与调控血管新生过程。这为探讨CRBGP在七鳃鳗吸血进食过程中的作用和意义奠定了基础，同时也为阐明钠离子通道与血管新生以及CRBGP分子内各结构域与血管新生的关系提供了数据支持。CRBGP抗血管新生机制为：1、CRBGP能够破坏人脐静脉血管内皮细胞（HUVECs）内Ca2+稳态，并启动线粒体凋亡途径来诱导HUVECs细胞发生凋亡，从而抑制该细胞的增殖。2、CRBGP是通过破坏细胞骨架结构及改变促血管生成因子如基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9以及血管内皮生长因子A的表达水平来影响HUVECs细胞的形态、粘附、迁移及浸润过程。3、CRBGP能够通过抑制内皮细胞的增殖、粘附、迁移及浸润等过程来阻断内皮细胞在人工基底膜上（体外）分化形成小管以及抑制鸡绒毛尿囊膜模型内（体内）新生血管的形成。4、经重组表达后，重组蛋白CRBGP及其PR-1结构域也具有抗血管新生活性，而其CRD结构域却无此活性。这表明PR-1结构域是CRBGP抗血管新生功能的主要结构域。最后，本研究还发现CRBGP能够抑制肿瘤细胞的增殖、粘附、迁移及浸润等过程，并诱导肿瘤细胞发生凋亡。结合前期研究结果，CRBGP为多功能蛋白质，不仅能够抑制血管新生、阻断钠离子电流和中性粒细胞的迁移，还能舒张血管。因此，CRBGP的这些特性将有助于今后以其为分子模型，开发同时具备抗血管新生、镇痛、抗炎等具多功能于一体的特效药物。这为我国抢占具有自主知识产权的药物提供了数据支持，具备重大的科学意义和市场应用前景。