新型金属蛋白酶ADAMTS7通过调控VEGF信号通路抑制缺氧损伤后血管新生

Angiogenesis is named after growth of new blood vessels from existing microvasculature that mainly depends on the proliferation and migration of endothelial cells. It plays an important role in many physiological and pathological processes including cancer, ischemic and cardiovascular diseases. Clinically, regulation of angiogenesis can be a therapeutic target for these angiogenesis-related diseases. Metalloproteinases are critical in vascular remodeling through matrix or non-matrix degradation. However, the underlying mechanism involving metalloproteinases in angiogenesis of ischemic diseases remains elusive. In this current study, we firstly described ADAMTS7, a member of a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs (ADAMTS) family, mediated endothelial cells proliferation and migration, and inhibited angiogenesis after ischemic injury. The inhibitory effect of ADAMTS7 may depend on VEGF pathway. We will further ①demonstrate the blocking effect of ADAMTS7 for angiogenesis after ischemic injury in vivo and in vitro; ②evaluate the regulation mechanism of ADAMTS7 on VEGF/VEGFR-2 pathway. In conclusion, our studies may demonstrate a novel endogenous anti-angiogenic factor. It suggests that ADAMTS7 may be a potential therapeutic target for human ischemic diseases.

动脉粥样硬化导致的心脑血管与外周血管缺血性疾病已严重影响人类的生存质量。血管新生对于缺氧后组织功能的重建至关重要。ADAMTS7是一种新型金属蛋白酶，其与冠心病的发生密切相关。然而，关于ADAMTS7在血管新生中的作用至今尚未报道。我们的前期研究提示，ADAMTS7可能是一种新的内源性血管新生抑制因子；蛋白组学结果进一步提示ADAMTS7的作用可能依赖于抑制VEGF信号通路激活。因此，我们提出科学假设：ADAMTS7通过调节VEGF信号通路抑制缺氧损伤后血管新生。本研究将探讨ADAMTS7在缺氧损伤后血管新生中的作用及机制，包括：①在细胞和整体水平上探究ADAMTS7对缺氧损伤后血管新生的作用；②探究ADAMTS7是否直接结合VEGF，抑制下游信号通路的激活，从而抑制血管新生。该研究对于完善血管新生调控机制具有重要的理论意义，同时有望为治疗缺血性疾病提供新的潜在作用靶点。

动脉粥样硬化导致的心脑血管与外周血管缺血性疾病已严重影响人类的生存质量。血管新生对于缺氧后组织功能的重建至关重要。含Ⅰ型血小板反应蛋白基序的解聚素和金属蛋白酶（a disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin type 1 motifs，ADAMTS）是一类新型金属蛋白酶家族，其中ADAMTS7与冠心病的发生密切相关。本研究目的是探讨ADAMTS7在缺氧损伤后血管新生中的作用及机制。课题组以人脐静脉内皮细胞为研究对象，发现缺氧条件可增加内皮细胞中ADAMTS7的转录和蛋白表达水平，且该作用依赖于缺氧诱导因子HIF1α。利用小RNA干扰技术敲低内皮细胞中ADAMTS7可明显促进细胞增殖、迁移和管状结构形成。利用adamts7敲除小鼠，通过动脉环实验、matrigel plug实验和小鼠下肢缺血模型证明ADAMTS7缺失可以促进体内血管新生。相反，利用腺病毒过表达ADAMTS7可以抑制内皮细胞增殖、迁移、管状结构形成以及小鼠下肢血管结扎后血流的重建。以上研究结果在细胞和整体水平上表明，ADAMTS7是一种新的内源性血管新生抑制因子。课题组研究结果进一步提示ADAMTS7的作用可能依赖于VEGF信号通路激活。利用蛋白分泌组学发现细胞外基质蛋白Periostin（POSTN）可能是介导ADAMTS7抑制内皮细胞形成新生血管的关键因子。课题组在过表达或敲低ADAMTS7的内皮细胞中进一步验证了ADAMTS7对POSTN的调控作用，并证实两者具有相互结合的作用。通过细胞增殖实验、迁移实验及管状结构形成实验证明，POSTN重组蛋白可翻转（至少部分）ADAMTS过表达对内皮细胞血管新生的抑制作用。同时，POSTN能够逆转ADAMTS7对VEGFR2、Akt磷酸化水平的抑制，这种作用可能依赖于POSTN对VEGFR2的正向调节作用。综上所述，我们的研究初步证实ADAMTS7可通过POSTN调节VEGF信号通路，进而抑制缺氧损伤后的血管新生。该研究对于完善血管新生调控机制具有重要的理论意义，同时有望为治疗缺血性疾病提供新的潜在作用靶点。