Notch信号通路调控巨噬细胞参与脉络膜新生血管生成的作用、机制和干预

Macrophages have been recognized as the important inflammatory components which participate in choroidal neovascularization (CNV). However, it is unclear till now that how these cells are activated and polarized; how they affect angiogenesis and what are the underlining mechanisms. Based on our previous study that Notch signaling pathway plays a negative role in the development of CNV, and a recent finding that Notch signaling could direct the polarization of macrophage, it is intriguing to hypothesize that Notch regulates macrophage in the formation of CNV. By using the myeloid specific Notch signaling deletion or activation transgenic mice model with laser-induced CNV model, the current study aims to investigate how Notch signaling regulates macrophage in CNV; to unveil the mechanisms of polarized macrophage regulated by Notch in CNV development; to explore the potential therapeutic strategies of Notch signaling for CNV-related disease. These findings would offer theoretical reflections on the molecular mechanism of inflammation in CNV and the development of therapeutic target to CNV, as well as a deeper understanding on Notch signaling.

巨噬细胞作为重要的炎症细胞，参与多种致盲眼病的共同病理基础-脉络膜新生血管（CNV）的生成。但在CNV中巨噬细胞是如何被激活和极化，对新生血管生成有何影响，及相关调控机制等问题目前尚不清楚。我们既往首次报道Notch信号在CNV发生发展中具有负性调控作用，并在近期工作中发现Notch信号参与调控巨噬细胞的M1/M2极化反应从而影响血管新生，提示Notch信号可能通过调控巨噬细胞参与CNV生成。本课题拟在此基础上，利用巨噬细胞中特异性Notch信号缺失和激活的转基因小鼠，结合激光诱导小鼠CNV模型，通过体内和体外实验，研究Notch信号通过调控巨噬细胞参与CNV生成；揭示Notch调控下不同极化形式的巨噬细胞对CNV的影响和机制；探讨巨噬细胞中Notch信号对CNV潜在的治疗价值。这将有助于深入了解CNV生成中炎症细胞的分子调控机理，对在此基础上开发CNV靶向药物，具有重要的理论和实际意义。

基于目前国内外众多研究成果，我们认为CNV微环境中巨噬细胞对新生血管生成可能发挥了关键调控作用，而巨噬细胞的这一作用可能受到Notch信号及其关联信号途径的调控。为证实这一推测，本研究首先利用C57/B6小鼠模型和激光诱导的CNV模型，对不同时间点巨噬细胞进行动态分析，发现巨噬细胞浸润在CNV第3天达高峰，主要以M2型极化为主，且可分泌较多VEGF和TNF-α；第7天时巨噬细胞浸润减少，主要表现为M2型巨噬细胞减少，伴随其表达的VEGF和TNF-α的减少，同时在CNV第三天巨噬细胞分布于CNV中央和周边，而在CNV第七天时巨噬细胞分布于CNV中央，提示CNV不同阶段，巨噬细胞的极化状态及因子表达发生改变。此外，我们观察了不同时间点巨噬细胞中Notch信号的活化状态，发现CNV第3天巨噬细胞中Notch信号处于抑制状态，而CNV第7天巨噬细胞中Notch信号被激活。.由此，我们随后引入了巨噬细胞中Notch信号特异性剔除小鼠模型Lyz2-Cre-RBP-J，并对该小鼠建立激光诱导CNV模型，结果表明特异性剔除巨噬细胞中Notch信号可减轻小鼠CNV的严重程度，提示CNV进程中巨噬细胞受到Notch信号调控。我们进一步对巨噬细胞的浸润分析发现，Notch信号缺失时，细胞浸润减少；特别是M2型巨噬细胞的数量减少；伴随CNV局部巨噬细胞表达的VEGF和TNF-α的减少。由此我们得出结论，Notch信号可通过调控局部巨噬细胞的浸润、极化表型及局部表达VEGF和TNF-α等因子的功能参与CNV进程。.我们最后在体外试验中通过分离培养骨髓源性巨噬细胞及诱导分化为M1、M2型巨噬细胞，通过外源性阻断Notch信号，明确了Notch信号对于巨噬细胞极化表型和因子分泌能力的影响，以及通过调控巨噬细胞对于血管内皮细胞血管形成的改变。.本研究科学意义在于：首次动态观察了巨噬细胞在CNV中的浸润、分布、极化表型及功能。采用巨噬细胞中Notch信号特异性剔除的转基因小鼠，通过动物模型更加客观地说明体内功能；我们的研究以巨噬细胞为切入点，更全面地阐明了CNV中Notch信号调控血管新生的机制。