选择性表达PEDF功能肽段(siPEDF + 44-mer)对梗死心肌血管再生作用及相关机制研究

A precise biological control between endogenous stimulation and inhibition factors is essential to human angiogenesis. The utilization of therapeutic angiogenesis strategy in ischemic heart disease (IHD), thus far, has neglected the effect of angiogenic inhibiting factor on angiogenesis, resulting in a poor vascular regeneration in infarcted myocardium. It is well recognized that Pigment Epithelium-Derived Factor (PEDF) is the strongest cytokine that inhibits angiogenesis in many organs and tissues. The 34mer and 44mer peptides of PEDF have well-defined anti-angiogenesis and anti-vascular permeability. Our primary study has showed that respective PEDF peptide has great significance on improving angiogenesis in ischemic myocardium. Thus we believe that by retaining the anti-angiogenesis effect of PEDF (34mer) and maintaining the anti-vascular permeability of 44mer, enhanced angiogenesis in infarcted myocardium can be achieved. .Focusing on the infarcted rat myocardium, our study tried to: (1) identify the biological effects of selective expression of PEDF peptides (si-PEDF + 44-mer) on the angiogenesis in infarcted myocardium; (2) reconstruct an si-PEDF+44-mer lentiviral vector, and demonstrate its effect on vascular regeneration in infarcted myocardium; (3) explore the effects and relevant mechanisms of 44-mer peptide on the Tip cell formation, the feedback of signaling pathways between Tip cell and Stalk cell, and the exact action site of anti-permeability. Our research will provide a dependable experimental ground for a more effective strategy for promoting myocardial angiogenesis in IHD treatment.

目前缺血心肌促血管再生研究忽略了血管再生抑制因素的限速作用，再生血管全覆盖效果不佳。PEDF是机体最强的血管再生抑制因子，其34mer和44mer肽段分别具有抗血管再生和抗血管渗透作用。我们实验表明：抑制心肌PEDF表达可增加血管再生，但血管渗透增加功能不良。因此我们认为：选择性表达PEDF功能肽段对促功能血管再生意义重大。在心脏中减少PEDF（34mer）抑制血管再生作用、保留44mer抗血管渗透作用，可以提高梗死心肌功能血管再生。.本研究拟在大鼠梗死心肌中：①明确34mer和44mer肽段对血管再生的作用；②构建siPEDF+44mer慢病毒载体，检验其促功能血管再生效果及可行性；③探讨44mer 对血管Tip cell形成、Tip cell和Stalk cell信号反馈回路的影响机制，确认44mer抗血管渗透的作用位点。本研究将为完善梗死心肌促功能血管再生策略，提供可靠的实验依据。

人类内源性血管生成刺激与抑制因素的精确生物学控制对血管生成至关重要。目前缺血心肌促血管再生研究忽略了血管再生抑制因素的限速作用，再生血管全覆盖效果不佳。PEDF 是机体最强的血管再生抑制因子，PEDF及其34mer/44mer功能肽段对缺血心肌血管再生及细胞功能产生了重要的影响。本项目采用分子生物学、病理生理及形态学等研究方法，在动物整体、细胞及分子水平深入系统的探讨了PEDF及其34/44功能肽段在心脏生理及病理条件下生物学作用及相关机制。.本研究在动物整体及细胞水平证实：（1）PEDF是机体重要的血管再生抑制因子，PEDF可抑制梗死心肌氧化应激及局部炎症反应，抑制心肌细胞凋亡及程序性坏死，减少血管渗漏，保护缺血心肌细胞；（2）PEDF/34mer具有抗血管生成作用，PEDF/34mer通过调控PPAR-γ及Notch通路，减少VEGFR-2/-3表达，诱导血管Tip细胞凋亡，抑制缺血心肌血管生成；研究结果也显示，PEDF/34mer无心肌细胞保护作用；（3）PEDF/44mer具有抗梗死心肌血管渗漏及与PEDF相似的细胞保护生物学作用； PEDF-R介导PEDF/44mer，经PPARγ信号通路，稳定血管内皮细胞连接，有效抑制了梗死心肌血管渗漏，减少梗死心肌局部炎症反应，维持心梗边缘区濒死血管功能的作用；（4）PEDF-R介导PEDF/44mer通过PPAR-γ通路，减少缺血心肌细胞甘油三脂沉积，增加溶血磷脂酸（LPA）及磷脂酶A2（PLA2），抑制低氧诱导的氧化应激反应，增强其抗氧化能力，减少心肌细胞凋亡及细胞程序性坏死，保护缺氧心肌细胞，改善缺血心脏功能。 .本研究结果充分表明，PEDF不仅是心脏中不可或缺的内源性调节因子，更是重要的心脏保护因子。根据本研究结果显示的PEDF及34/44功能肽段不同的生物学特征，在心脏器官水平，选择性干预PEDF/34功能肽段，减少34mer 抑制血管生成作用，将可改善梗死心肌血管再生；而选择性保留PEDF/44mer 维持血管内皮细胞连接的稳定、抑制缺血心肌血管渗漏及局部炎症反应，则可保护缺血心肌细胞，改善梗死心脏功能。本研究的新思路对于缺血性心脏病的深入研究及应用实践都将具有重要的理论意义及临床应用价值。 .本项目研究成果将为完善梗死心肌功能血管再生及缺血心肌细胞保护策略，提供创新的理论基础及有益的实验依据。