LncRNA Meg3 调控 SDF-1/CXCR4 轴介导的内皮祖细胞的归巢在角膜新生血管形成中机制研究

Corneal neovascularization (CNV) is an important cause of corneal blindness. The recruitment of endothelial progenitor cells (EPCs) to cornea is a key processes for the formation of CNV. LncRNA is an important relational factor in kinds of biological process, however, their roles in the CNV formation is not clear. Through microarray study and bioinformatic analyseses, it was found that lncRNA Meg3 demonstrated potentially important function in the formation of CNV and advanced studies showed lncRNA Meg3 was inversely with the content of SDF-1. Therefore, we assume that lncRNA Meg3 is down-regulated by trauma and inflammation and thus activate SDF-1/CXCR4 and Wnt/β-catenin pathways in the CNV development. In this study, both in vivo and in vitro studies were conducted. Through high-throughput analysis, bioinformatics and molecular biology technology, it would be identified that lncRNA Meg3 affect the homing, exocrinosity and cell behavior of EPCs. The completion of this project will further improve the CNV pathogenesis , and lay the foundation for prevention and treatment of CNV.

角膜新生血管是导致角膜盲的重要因素，而角膜内皮祖细胞（EPCs）的募集是角膜新生血管的关键进程。lncRNA 是新近发现的具有重要调控能力的新型分子，但其在角膜新生血管中的作用尚不明确。基于临床样本的高通量分析及体外研究，我们发现lncRNA Meg3在角膜新生血管中显著降低，且与SDF-1含量存在负性相关。因此我们提出假说：在损伤等各种外界刺激后，lncRNAMeg3 表达降低，活化 SDF-1/CXCR4 及 Wnt/β-catenin 信号通路，增加了 EPCs向受损角膜的归巢，促进了角膜新生血管形成。本研究将在体内及体外水平，通过高通量分析、生物信息学及分子生物学技术，阐明lncRNA Meg3对EPCs募集、外分泌功能及细胞行为影响。本课题将从新的视角阐明角膜新生血管发生的分子机制，并为其的防治提供新靶点。

角膜新生血管（CNV）的临床干预尚依赖角膜移植，而有限的供体及后续的角膜排斥导致角膜盲的发生。血管内皮祖细胞（EPCs）的募集是CNV的关键进程，lncRNA 是新近发现的具有重要调控能力的新型分子，但其在CNV中的作用尚不明确。基于前期高通量，我们发现lncRNA Meg3是CNV中含量显著变化的的关键lncRNA，而外源性抑制lncRNA减轻了CNV的发生。本课题组通过一系列的基于小鼠CNV模型及体外培养的细胞阐明了对以下核心假说进行了验证：在损伤等各种外界刺激后，lncRNA Meg3异常表达，活化 SDF-1/CXCR4 及 Wnt/β-catenin 信号通路，增加了 EPCs向受损角膜的归巢，促进了CNV形成。通过体内及体外研究，本研究发现：首先，本课题组通过体内研究发现，阐明了lncRNA Meg3通过调控EPC向损伤后的角膜募集，进而调控CNV的形成机制研究。在在进一步的体外研究中，课题组证实了lncRNA Meg3通过调控EPC的迁移及粘附发挥作用，而进一步的信号通路研究阐明其关键信号通路为SDF-1/CXCR4。此外，课题组对lncRNA如何调控CNV形成中的关键细胞，血管内皮细胞，功能进行了研究，通过体外研究，课题组阐明lncRNA可以显著干预血管内皮细胞的增殖、迁移及管腔形成能力，进而发挥了调控新生血管形成的能力。最后，课题组观察到角膜瘢痕是在研究的过程中，研究人员发现角膜瘢痕是碱烧伤新生血管模型小鼠重要的特征，结合CNV疾病的临床表现，角膜新生患者往往在远期会造成进一步的角膜瘢痕，因此研究筛选出的差异lncRNA在角膜混浊中的可以拓展我们对CNV相关疾病的认知。通过构建碱烧伤小鼠模型，使用前期研究中进行差异lncRNAs筛选关注的关键lncRNAs进行分析，lncRNAs H9吸引了研究人员的注意力，因此对H19在角膜瘢痕中的作用开展了一列研究。基于项目研究结果，研究发现，lncRNA H19促进角膜瘢痕形成的作用及角膜基质细胞活化，为后续的进一步研究提供了依据。本课题阐明了lncRNA调控EPC及血管内皮细胞的功能参与CNV及瘢痕的作用和机制，为后续的研究提供了思路，也为临床疾病的干预提供线索。