血脂异常对HIF激活抑制影响缺血性脑卒中血管新生的机制研究

It has been demonstrated that hypoxia inducible factors have neuroprotective effect in ischemic stroke. Induction of HIF is a potential therapeutic target to improve outcome of ischemic stroke. However,we characterized that LDL inactivates HIF-1α and HIF-2α in both hypoxic and normoxic condition. LDL alos increases 20s proteasome activity.We hypothesize that HIF degradation by UPS is the main reason for attenuated angiogenesis and reduced response to therapeutic angiogenesis in ischemic stroke and asymptomatic cerebral artery stenosis. In this project, we will investigate the mechanisms for how HIF degradation by UPS in vitro, and 20s proteasome activity induced by hyperlipidemia in angiogenesis and outcome in ischemic stroke mouse model. For the potential clinical application,we will study the effects and mechnasimes for restoration of LDL impared angiogenesis and HIF accumulation by using the new generation proteasome inhibitor, BSc2118 in ischemic stroke mouse model with hyperlipidemia.

缺氧诱导因子（HIF）通过促进血管新生和神经再生挽救缺血脑组织和保护神经功能，已经成为缺血性脑卒中治疗的新靶点。我们前期工作中发现血脂异常抑制HIF-1α和HIF-2α激活，并发现LDL通过增加泛素-蛋白酶体降解途径（UPS）中蛋白降解关键酶20s蛋白酶活性抑制血管新生，但具体机制不清。我们推测UPS通过降解HIF是血脂异常抑制缺血性脑卒中和无症状性脑动脉狭窄患者新生血管形成和对治疗性血管新生疗效差的根本原因。本课题将从探讨血脂异常、20s蛋白酶活性及缺血性脑卒中预后的关系作为最直接切入点，体外研究LDL通过UPS途径抑制HIF激活的机制，并探讨新一代小分子抑制剂BSc2118对血管新生及对血脂异常降低的血管新生的逆转及机制；体内研究血脂异常、20s蛋白酶活性及缺血性脑卒中预后的相关性，并探讨BSc2118对血脂异常缺血性脑卒小鼠血管神经再生的作用及机制。

血管新生代表机体对缺氧的最主要适应性反应，对减少缺血性损伤及促进其恢复，起关键作用。高脂血症患者中，血管新生常常受损，从而抑制缺血性损伤的恢复，加重器官/组织损害，但因机理未明，故缺乏有效干预手段，成为这一领域的“瓶颈”。我们和其它研究者在前期研究中发现，LDL和HDL对血管新生分别起抑制和促进作用，但其作用机制不清。通过本项目研究，我们基本阐明了这两种脂蛋白在血管新生中的作用机制：1）LDL通过抑制NF-kB信号，干预HIF-1b基因转录，导致HIF-1a和HIF-2a下调，从而抑制缺氧等诱导的血管新生，HIF-1b为新靶点；2）LDL能促进HIF-1a脯氨酸羟基化，并通过UPS降解，其不依赖NF-kB，但可被蛋白酶体抑制剂阻断，在MACO小鼠卒中模型中，证明蛋白酶体活性与血管新生和神经功能恢复的关系，从而为应用该类小分子抑制剂（如BSc2118）干预卒中导致缺血性损伤提供了理论依据；3）缺氧能诱导内皮细胞自分泌促炎因子TNFa，后者通过NF-kB信号激活HIF途径，促进VEGF产生和血管新生，而LDL通过下调TNFa受体TNF-R2和多个NF-kB信号分子，阻断这一正反馈环路，抑制血管新生，从而阐明了内皮细胞中链接炎症和血管新生信号的自我调节网络，TNFa及其受体等为新靶点；4）HDL通过激活S1P3，上调并激活VEGFR2，是其促血管新生的主要机制，S1P及其受体S1P3成为新靶点。此外，我们还从表观遗传和基因转录调控入手，拓展研究了氧化LDL和缺氧诱导巨噬细胞极化的基因重编程机制，发现并鉴定出组蛋白去甲基化酶KDM4A和转录因子（NF-kB、HIF-1b）为逆转促炎M1型向抗炎M2型重极化的新靶点。因此，本项目研究系统阐释了高脂血症及其介导AS性疾病（如脑卒中、冠心病） 中血管新生和炎症反应的调控机制，从而为其精准防治提供新的分子靶点和干预策略。