利用新型吡唑衍生物研究血管内皮细胞自噬与血管生成的关联机制

Autophagy plays an important role in angiogenesis, however, the mechanisms of vascular endothelial cell autophagy associate with angiogenesis are not clear. We previously found that ethyl 3-(o-chlorophenyl)-5-methyl-1-phenyl-1H-pyrazole-4-carboxylate (MPD) could induce angiogenesis in vitro, moreover, the interferon-inducible protein 10 (IP10) and integrin β4 protein levels decreased in MPD-treated VECs; Our recent results showed that MPD induced VEC autophagy; Furthermore, we found that integrin β4 regulate autophagy in VECs. Based on the backgrounds mentioned above, autophagy might mediate MPD-induced angiogenesis; IP10 and integrin β4 might be the key regulators in autophagy-induced angiogenesis. In this study, to investigate whether autophagy modulate MPD-induced angiogenesis,we use the autophagy inhibitor and the ATG siRNA to inhibite the MPD-induced autophagy; Then, RNAi and overexpression methods are used to confirm the role of IP10 in MPD-induced autophagy;We also determine the relationship of integrin β4 and IP10;The gene chip was uesd to determine the new components in MPD-induced angiogenesis.This research would provide a theoretical basis for studying the molecular mechanisms of autophagy-induced angiogenesis and provide an important new tool for treating cardiovascular disease.

自噬参与了血管生成，但是，血管内皮细胞(VEC)自噬与血管生成关联机制尚未搞清。本课题组研究发现新型吡唑衍生物MPD在体外诱导血管生成的条件下，对VEC凋亡没有影响，但促进VEC自噬，并且MPD能够使干扰素诱导蛋白10(IP10)和膜整联蛋白β4 (integrin β4)的水平下调；另外，integrin β4在调节VEC自噬中具有重要作用。在此基础上，我们推测MPD可能通过诱导VEC自噬来调节血管生成，IP10和integrinβ4可能是关联两者的关键因子。本项目中，拟首先阻断MPD诱导的自噬，确定自噬在MPD诱导的血管生成中的作用；利用功能阻断和功能增强的技术和方法，明确IP10在MPD诱导的自噬中的功能，确定integrinβ4与IP10之间的关系；利用MPD结合基因组学技术，发掘参与血管生成的新因子，为阐明VEC自噬与血管生成相关联机制提供实验证据，为心血管疾病的治疗提供新策略。

本项目我们以MPD、ABO、3BDO三种小分子化合物为工具，探究了在营养缺乏和动脉粥样硬化病理条件下血管内皮细胞自噬和血管生成相关联的机制。我们发现在营养缺乏条件下，MPD既能诱导血管生成又能诱导血管内皮细胞自噬，利用自噬的抑制剂或敲低自噬相关基因ATG5均能抑制MPD诱导的血管生成，表明MPD诱导的血管生成是自噬依赖性的；Hmbox1在血管内皮细胞自噬和骨髓间充质干细胞向内皮细胞的分化中具有重要作用，我们发现MPD上调Hmbox1的蛋白水平，敲低Hmbox1能够抑制MPD诱导的自噬和血管生成；同时，我们利用自噬和血管生成的调节剂ABO，发现ABO可以通过靶向膜联蛋白A7（ANXA7），促进Hmbox1与MT2A的相互作用，上调细胞内游离锌离子水平，进而促进血管生成，我们的结果表明营养缺乏条件下，ANXA7/Hmbox1/MT2A/Zn是关联血管内皮细胞自噬和血管生成的重要通路。另外，动脉粥样硬化斑块内血管生成是促进斑块不稳定的重要因素之一，利用氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）体外模拟动脉粥样硬化过程中血管内皮细胞的损伤，我们发现化学小分子3BDO显著抑制oxLDL诱导的血管内皮细胞自噬和体外血管生成，进一步的研究发现3BDO通过特异性的激活血管内皮细胞中的mTOR保护血管内皮细胞进而抑制动脉粥样硬化的发生发展。总之，我们的发现为缺血性疾病以及动脉粥样硬化等心血管疾病的靶向性治疗提供了工具和策略。