靶向血管内皮生长因子治疗缺血性心脏病的机制及应用研究

Myocardial ischemia threatens humans’ health. For its therapy, to increase the blood supply in infracted myocardium is critical. Vascular endothelial growth factor (VEGF) can promote angiogenesis effectively. However, the non-targeted delivery decreases its therapeutic efficacy due to the insufficient local concentration. In previous study, a specific ischemic myocardium targeting peptide (IMT peptide) was fused with VEGF. The IMT-VEGF could specifically target to rat ischemic myocardium and effectively promote the angiogenesis and cardiac functional recovery. Currently, the definite mechanism that IMT-VEGF targeted to ischemic myocardium was unknown. A potential interacting protein cardiac troponin I (cTnI) was identified by immunoprecipitation for IMT-VEGF in ischemic myocardium lysates, which was up-regulated in ischemic myocardium. When cardiomyctes exposed to hypoxia, IMT-VEGF could prolong the activation of VEGFR2 through β1-integrin. In addition, IMT-VEGF also can specifically target to pig ischemic myocardium. Based on these, this project intends to study the targeting interaction relationship of IMT-VEGF and cTnI and explore the molecular mechanism of IMT-VEGF on the therapy of myocardial ischemia. In addition, we will use pig myocardium ischemia model to further evaluate the safety and efficacy of IMT-VEGF and optimize the administration dosage, time and frequency of IMT-VEGF in the therapy of myocardium ischemia. This work will provide new strategies for the therapy of myocardial ischemia.

缺血性心脏病严重威胁人类健康。血管内皮生长因子（VEGF）可有效促进血运重建，是缺血性心脏病治疗的良好蛋白药物。我们前期筛选得到缺血心肌靶向肽（IMT peptide），制备的重组IMT-VEGF可特异地靶向缺血心肌并有效促进心肌缺血后心脏功能恢复。但其靶向及作用机制不明确。前期研究中，筛选得到IMT-VEGF的潜在缺血心肌靶向结合物-心肌肌钙蛋白I（cTnI），并发现体外心肌细胞缺氧后，IMT-VEGF可能通过β1-integrin更高效激活其受体VEGFR2；此外，IMT-VEGF还可靶向临床前大动物-猪的缺血心肌。因此，在本项目拟通过体外及体内模型验证IMT-VEGF与cTnI的靶向结合关系，阐明IMT-VEGF在心肌缺血治疗中的分子作用机制；并将在临床前大动物实验中进一步评价IMT-VEGF治疗缺血性心脏病的安全性及有效性，为IMT-VEGF在缺血性心脏病的临床应用提供理论依据。

缺血性心脏病严重威胁人类健康。血管内皮生长因子（VEGF）可有效促进血运重建，是缺血性心脏病治疗的良好蛋白药物。我们前期筛选得到缺血心肌靶向肽（IMT peptide），制备的重组IMT-VEGF可特异地靶向缺血心肌并有效促进心肌缺血后心脏功能恢复，但其靶向及作用机制不明确。. 本项目中，筛选得到IMT-VEGF的潜在缺血心肌靶向结合物-心肌肌钙蛋白I（cTnI），并发现体外心肌细胞缺氧后，IMT-VEGF可能通过β1-integrin更高效激活其受体VEGFR2，而cTnI参与β1-integrin/IMT-VEGF复合物的形成；此外，我们还对IMT-VEGF的下游信号分子进行了筛选和检测，结果显示IMT-VEGF通过β1-integrin可特异性上调p38及Akt信号通路，但不影响Erk及Rac信号通路。最后，由于cTnI在哺乳动物中相对保守，我们还进行了IMT-VEGF对临床前大动物-猪心肌缺血的靶向能力及治疗效果的检测。结果显示IMT-VEGF还可特异性靶向结合于猪的心肌缺血组织；当它通过耳缘静脉注射至心肌缺血猪体内，经过长期观察发现IMT-VEGF注射12个月后IMT-VEGF组，其心脏射血分数具有较为明显的改善；而病理学检测也说明IMT-VEGF可有效促进缺血组织的血管再生，并具有一定保护心肌细胞存活的作用。. 这些结果为IMT-VEGF的临床应用提供了理论基础，提示IMT-VEGF在缺血性心脏病的治疗中具有极大的临床应用潜力，是一种极有发展前途的心肌缺血损伤治疗的良好蛋白药物。后续将进一步探索IMT-VEGF 的给药剂量、给药时间及给药频率，为其临床应用提供更有效、准确的治疗方案和完整的临床前研究资料。