基于HIF/VEGF/Notch信号通路对非血管化输尿管段自体移植后缺氧诱导血管新生的作用机制及模式的实验研究

Using non-vascularized autologous graft in ureteral reconstruction has recently received great attention. In the previous study, we successfully established the animal model of autotransplantation of non-vascularized ureteral segment, and found two potential modes of angiogenesis in ureteral tissue, including the transverse mode and the longitudinal mode. However, the mechanism of hypoxia-induced angiogenesis and the consequent survival of non-vascularized ureteral segment call for further investigation. On the basis of the previous animal model of ureteral reconstruction, this project focuses on the expression of HIF/VEGF/Notch signaling pathway under hypoxia through cytological and histological experiments, so as to clarify its mechanism in ureteral angiogenesis. Meanwhile, by comparing the expression level of HIF/VEGF/Notch pathway in tissue of different ureteral segments, the potential modes of angiogenesis also will be discussed. This project can provide theoretical reference for improvement of postoperative tissuel repair and functional reconstruction. It has profound value for exploring new methods of treatment for ureteral injuries.

非血管化自体组织用于输尿管重建的工作近来受到关注。我们在前期工作中成功建立了非血管化输尿管段自体移植动物模型，并发现输尿管段血管新生可能的两种模式：横向模式与纵向模式。然而非血管化输尿管段在缺氧诱导下发生血管新生从而存活的机制尚待研究。本项目拟在前期输尿管重建动物模型的基础上，主要通过细胞学与组织学实验探讨HIF/VEGF/Notch信号通路分子在缺氧刺激下的表达情况，从而阐明该信号通路在缺氧诱导非血管化输尿管段血管新生过程中的作用机制。同时通过对比输尿管段不同节段组织中HIF/VEGF/Notch信号通路分子的表达水平，探讨其血管新生的可能模式。本项目可为输尿管重建手术后组织修复与功能重建的改善提供理论依据，对开拓输尿管损伤治疗的新思路具有重要意义。

非血管化输尿管段自体移植动物模型是本项目前期研究中成功建立的动物手术模型，而探索非血管化输尿管段血管新生模式也对该输尿管重建手术方式的改良和临床应用具有重要意义。本项目通过细胞学实验和组织学实验验证输尿管平滑肌细胞和输尿管段组织在缺氧条件下HIF/VEGF/Notch信号通路分子表达情况，同时验证该通路对平滑肌细胞诱导血管内皮细胞增殖与迁移的影响。首先合成细胞学实验需要的HIF-1α siRNA，并通过CCK8检测人输尿管平滑肌细胞增殖的时间窗口。随后通过细胞状态观察、RT-PCR及Western Blot检测显示低氧处理的平滑肌细胞增殖能力加强，且HIF-1α、Vegfr1、Notch1及HIF-1α、VEGFR1、Notch1的表达显著升高，而在HIF-1α siRNA低氧处理的平滑肌细胞中则显著降低。在此基础上，通过细胞状态观察、RT-PCR及Western Blot检测显示低氧处理的平滑肌细胞孵育液中人主动脉内皮细胞增殖能力加强，且HIF-1α、Vegfr1、Notch1及HIF-1α、VEGFR1、Notch1的表达显著升高，而在HIF-1α siRNA低氧处理的平滑肌细胞中则显著降低。Transwell迁移实验显示低氧孵育液中的内皮细胞迁移能力显著增强，而HIF-1α siRNA低氧孵育液中细胞迁移能力显著下降。该研究结果提示人输尿管平滑肌细胞缺氧状态下HIF/VEGF/Notch信号通路分子高表达，且可通过该信号通路诱导人血管内皮细胞的增殖与迁移，可能揭示其为输尿管段自体移植后血管新生的机制之一。