HIF-2α对缺血肢体新生血管形态结构调控的实验研究

新生血管形态结构的差异是影响疾病发生发展的重要因素。近期研究发现，HIF-2α（缺氧诱导因子2α）是肿瘤新生血管形态结构调节的关键因素，但它在缺血肢体血管形态发生中的作用尚无研究。在前期研究中，我们证实了肢体缺血后新生血管在发育成熟过程中，具有不同的形态结构特征，并且和缺血组织HIF-2α 的转录水平有关。因此我们认为，增加HIF-2α的表达可促进新生血管形态结构的重塑，从而增加缺血肢体功能性血管的形成。本项目将在原基础上对缺血肢体新生血管形态发生的调控机制进行深一步研究，通过基因修饰技术使干细胞过表达HIF-2α并移植到缺血肢体，结合同步辐射微血管成像技术（我们前期可观察到最细为10微米的新生血管）动态分析新生血管形态结构变化规律，以及它对肢体血流灌注的影响，并在细胞分子水平研究其调控机制。本项目旨在进一步阐明缺血性疾病新生血管结构功能调控的作用机制，为疾病的治疗提供新的思路和作用靶点。

新生血管的形成是机体自我更新和疾病发生发展的重要病理生理过程。近年来的研究则指出新生血管形态发生和结构的差异是影响疾病发生发展的重要因素，具有重要临床意义。在前期研究的基础上，我们认为肢体缺血后新生血管形态结构的重塑可促进肢体的血流灌注；而HIF-2α 是机体调控新生血管形态发生的关键因素。因此，本项目主要研究HIF-2α对缺血肢体新生血管形态结构的调控及其潜在机制。我们首先通过构建HIF-2α过表达慢病毒载体GV287-HIF-2α，转染大鼠间充质干细胞(rMSC)，获取过表达HIF-2α蛋白的细胞株rMSCHIF-2α。紧接着，在成功建了大鼠后肢缺血模型基础上，移植rMSCHIF-2α干预动物模型，结合激光多普勒血流仪检测和同步辐射微血管成像技术，我们发现rMSCHIF-2α移植干预后肢缺血模型，能够有效改善缺血后肢血流灌注，这一现象可归功于缺血组织中新生血管形态结构重塑和动脉性血管生成的增加，宏观上表明HIF-2α过表达能够有效调控功能性血管的增加。为了进一步在微观上探究其潜在机制，我们采用RT-PCR和WB对离体标本进行了分子水平的检测，发现rMSCHIF-2α移植早期离体标中血管源性细胞因子(如bFGF、VEGF和SDF-1)表达上调，提示早期改善缺血肢体血流灌注的机制可能是rMSCHIF-2α的旁分泌作用；而rMSCHIF-2α移植中后期出现的功能性动脉血管，则可能是通过上调动脉生成高度相关蛋白-Dll4和NRP1的表达来实现；同时血浆标本中Ang1及Ang2的Elisa检测表明，移植后期存在动员募集血管周细胞、血管平滑肌的可能，预示着功能性血管的形成。为了进一步分析HIF-2α是否通过rMSC对血管生成起作用，我们体外研究了rMSCHIF-2α细胞生物学特性，发现HIF-2α可影响rMSC的迁移并促进EC侵袭和有益于脉状结构的形成，这也可能是HIF-2α促进血管功能化的机制之一。综上所述，我们的研究表明HIF-2α过表达确实能够改善缺血后肢血流灌注，并且在微观上揭示了HIF-2α促进新生血管形态结构重塑的潜在机制，为进一步研究新生血管的形态发生提供了基础和新的思路。