TrkB信号在内皮祖细胞功能衰竭及心肌梗死后血管新生中的作用及机制研究

Neovascularization is critical for therapy of acute myocardial infarction(AMI). Autologous endothelial progenitor cell transplantation is an attractive and promising therapeutic strategy. It has been shown that patients at risk for coronary artery disease have decreased numbers of circulating EPCs with impaired activity. Tyrosine kinase receptor B (TrkB) is a high-affinity receptor for brain-derived neurotrophic factor. Previous findings of ours and other researchers prompted that TrkB signaling may be involved in the pathological process of EPC function failure. In present study, with small interfering RNA-TrkB and lentivirus-TrkB, we will compare the expression of TrkB in EPC between patients with coronary artery disease (CAD) and controls; investigate the association of TrkB expression and numbers of EPC in patients with CAD; research the roles of TrkB and its downstream PI3K-AKT, ERK, Ets1-VE-cadherin, and integrin in EPC; finally we will investigate the effects of enhancing the TrkB activation of EPC on the engraftment into the ischemic tissue and neovasculogenic potential. We attempt to find the critical factor for impaired activity of EPCs and its mechanism, and contribute the therapy of AMI.

促血管新生是抑制心肌梗死后心室重建继而心力衰竭的关键。自体内皮祖细胞移植是目前极有吸引力和前景的治疗策略。但研究表明心肌缺血、高血脂等病人循环内皮祖细胞（endothelial progenitor cells, EPC）数量减少、活性下降，限制了自体细胞治疗的发展。酪氨酸激酶受体B（TrkB）是脑源性神经营养因子的受体。我们及其他研究者的前期研究结果提示TrkB信号可能涉及EPC功能衰竭这一病理过程。因此本研究拟通过RNA干扰和过表达等技术，探讨冠心病病人EPC中的TrkB表达变化及其与EPC数量的关系；TrkB及其下游PI3K-AKT、ERK和Ets1-内皮钙粘蛋白/整合素信号通路对EPC功能的影响及机制；体外增加EPC的TrkB信号对提高EPC的血管新生能力和植入率，改善心肌梗死后的治疗效果的作用。本研究旨在寻找导致心梗病人EPC活性下降的关键分子及机制，为心梗的细胞治疗提供新途径。

酪氨酸激酶受体B(TrkB)是脑源性神经营养因子的高亲和力受体。TRKB的主要表达亚型有两种全长型TRKB (TrkB.FL)和截断型TRKB(TrkB.T1)。近年研究发现TRKB除了在神经系统发挥重要作用外，在心血管系统的发育和病理过程中也起关键作用。我们前期研究发现TRKB.FL保护内皮完整防止冠心病，但其保护内皮完整的机制和T1是否涉及心血管疾病尚不清楚。本项目应用免疫荧光染色和活细胞成像技术研究了TRKB两种亚型受体在血管内皮细胞中的亚细胞定位。首次发现TRKB两种亚型受体突出表达在细胞连接处，尤其聚集在连接相关伪足。过表达TrkB.T1显著抑制连接相关伪足的形成，引发细胞间空隙形成和降低的细胞运动。相反，过表达TrkB.FL促进连接相关伪足的形成和内皮细胞运动重排。机制研究表明TrkB.FL依赖的连接相关伪足形成主要通过活化Rac1- Arp/cofilin通路影响ACTIN的聚合和解聚。重要的是本研究发现TrkB.T1是成年人主动脉内皮细胞中TRKB的高表达亚型，而且其表达能被TNF-α显著诱导升高。在ApoE-/-小鼠内皮层过表达TrkB.T1能显著增加动脉粥样硬化斑块内的脂质沉积和巨噬细胞浸润，促进斑块发展。本研究首次揭示了TRKB两种亚型受体在血管内皮细胞中的亚细胞定位和TRKB信号在内皮连接重塑相关的连接伪足形成中的必要作用，首次揭示了TrkB.T1作为炎性效应因子在动脉粥样硬化中的作用。