淋巴管生长重塑与瓣膜发育的分子调控机制研究

收集淋巴管须有瓣膜才能维持其正常功能,目前对淋巴管生长重塑与瓣膜发生的调控机制还了解很少。受体酪氨酸激酶VEGFR-3是调控淋巴管发育的关键基因，本项目将利用我们新建立的小鼠模型，分析VEGFR-3及其下游PDK1与Akt在调控淋巴管发育与瓣膜形成中的作用及机制，具体包括：1）利用VEGFR-3配体结合区条件性基因敲除小鼠及激酶区失活突变的小鼠，研究VEGFR-3功能区在淋巴管与瓣膜发育中的作用与机制；2）利用PDK1与Akt基因敲除小鼠，分析VEGFR-3下游信号因子在淋巴管与瓣膜发育中的作用与机制；3）研究VEGFR-3信号途径在成熟淋巴管与瓣膜的结构与功能维持过程中的作用与机制； 4）分离野生型及VEGFR-3配体结合区敲除或激酶区失活突变的淋巴管内皮细胞，比较分析其介导的下游信号途径包括PDK1与AKT的变化。此项目将为阐述淋巴管生长重塑及瓣膜的发生机制提供实验依据及新的调控靶点。

淋巴管系统是心血管循环系统的重要支撑，在维持组织体液平衡、运输大分子与免疫细胞回血液循环、及脂肪吸收等生理过程中起重要作用。近年来在淋巴管领域开展了广泛深入的研究，已发现多个参与淋巴管生长调控的关键基因/信号途径。淋巴管发育过程中的一个关键步骤是初级淋巴管网络重塑，包括形成有管壁有平滑肌细胞及管腔内瓣膜的集合淋巴管，这样淋巴管系统才能发挥其正常的淋巴液回流功能，但目前对淋巴管成熟重塑与瓣膜发生的调控机制还了解得很少。本课题的主要目标是利用我们建立的条件性基因敲除小鼠，通过与全身性或淋巴管内皮细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠交配,以获得全敲除或细胞特异性基因敲除的遗传改造小鼠模型,分析受体酪氨酸激酶VEGFR-3及相关因子在淋巴管形成、成熟重塑与瓣膜发生中的作用与机制。按课题计划书,我们已顺利完成该项目主要研究内容,并取得良好的研究结果，包括1）分析了淋巴管网络形成与成熟重塑的关键信号途径：我们的研究发现，受体酪氨酸激酶VEGFR3与TIE1在淋巴管生长与成熟重塑过程中发挥关键作用。利用VEGFR-3遗传改造小鼠模型进行的研究表明，其配体结合区及激酶区介导的信号是淋巴管生成所必需的；VEGFR-3介导的信号缺失或不足导致淋巴管形态异常。Akt是受体酪氨酸激酶下游的重要介导因子，利用Akt1基因敲除小鼠进行的研究发现，敲除Akt1基因影响毛细淋巴管初级网络的形态，并引起集合淋巴管平滑肌细胞招募异常导致的结构与功能变化。2）研究了淋巴管瓣膜发育的调控机制：淋巴管瓣膜的形成涉及到多个细胞步骤，已报道有多个基因参与该过程。我们的研究发现，敲除受体酪氨酸激酶TIE1、ANG2及下游AKT1基因都导致淋巴管网络重塑与瓣膜发育的缺陷。系统性的表型分析包括胚胎阶段与出生后组织淋巴管的结构与功能已完成，利用从野生与遗传改造小鼠所分离的原代淋巴管内皮细胞进行相关机制研究正在进行中。已发表与该项目相关的论文3篇,另有一篇已投稿修改中。淋巴管参与许多疾病的发生包括淋巴性水肿、肿瘤转移及炎症反应等病理过程，该研究结果为相关疾病的临床研究及开发新的治疗方法提供实验依据，具有重要的基础与应用价值。