促进血管新生(AG)是脑缺血损伤修复的关键之一,因此明确脑缺血后促AG的分子机制至关重要。脑缺血后早期肿瘤坏死因子ɑ(TNFɑ)即明显升高,它可能是缺血后AG重要的始动因素。我们前期研究发现,TNFɑ可诱导脑内皮细胞(BECs)整合素ɑ5β1和ɑVβ3表达上调,并促进BECs增殖,且缺氧后整合素ɑ5β1对脑内AG起关键调节作用。这些结果提示TNFɑ与整合素上调及BECs增殖之间存在联系,但确切的分子机制和信号通路仍不清楚。据此,我们提出了"通过激活不同的TNF受体促进整合素ɑ5β1上调介导脑缺血后脑内AG"的研究假说。本项目拟使用不同的基因敲除小鼠和细胞模型,观察激活TNF不同受体对BECs上整合素ɑ5β1表达的影响;探讨Sphk-1和ERK1/2信号通路在其中的作用;阐明TNF不同受体和整合素ɑ5β1在缺血性脑损伤后AG中的作用及相互关系,以期为缺血性脑卒中的治疗提供新的思路。
angiogenesis;integrin;ischemic stroke;endothelial cell;tumor necrosis factor ɑ
血管新生是卒中修复的关键。我们前期发现,肿瘤坏死因子ɑ(TNFɑ)可诱导正常脑内皮细胞(BECs)上促血管新生分子整合素ɑ5β1和ɑVβ3表达上调,并促进BECs增殖,但脑缺血后TNFɑ如何促进血管新生,及其与ɑ5β1和ɑVβ3在促血管新生中的相互关系尚不清楚。本项目用免疫荧光染色、激光共聚焦、流式细胞术、免疫印迹等方法,在动物和细胞水平上观察了脑缺血后TNFɑ不同受体对脑内血管新生的影响,探讨了ERK1/2信号通路在其中的作用;阐明了TNF ɑ不同受体和ɑ5β1和ɑVβ3在脑缺血后血管新生中的作用及相互关系。结果发现1,TNFα能促进缺血后BECs增殖,主要由TNF受体1(TNFR1)介导,且与ERK1/2信号途径密切相关体外研究显示,TNFɑ刺激引起BECs增殖,阻断TNFR1或ERK1/2通路明显抑制BECs增殖;体内实验发现,阻断TNFR1通路同样显著抑制脑缺血后的血管新生;2,脑缺血后血管上表达上调的整合素α5β1和αVβ3是促血管新生的必要分子小鼠脑缺血后脑内血管上整合素α5β1和αVβ3表达上调,其表达时相与脑内皮细胞增殖时程一致;老龄小鼠脑缺血后血管新生缺陷,同时血管上纤维素连接蛋白(Fn)及其受体α5β1、αVβ3表达上调不足;3,脑梗死后,缺血组织内TNFɑ升高早于血管上α5β1和αVβ3表达上调和BECs增殖;4,TNFα通过TNFR1途径上调α5β1和αVβ3表达,促进BECs增殖体外实验发现,TNFɑ刺激引起BECs上α5β1和αVβ3表达上调,阻断TNFR1通路则上调受抑制;体内研究同样证实,阻断TNFR1通路明显抑制脑缺血后α5和β3上调;体外研究显示,阻断α5、αVβ3或同时阻断α5和αVβ3通路均废除了TNFɑ诱导的BECs增殖。本项目首次发现和证实,脑缺血后早期升高的TNFɑ主要通过激活TNFR1途径促进血管上α5β1和αVβ3表达上调,并进而促进脑内血管新生。且TNFɑ依赖上调BECs上ɑ5β1和αVβ3表达促进脑内血管新生。基于上述研究结果,我们有理由相信控制缺血性脑卒中患者脑内TNFɑ在一定时间内适度表达抑或人为增加血管上α5β1和αVβ3表达,将有助于脑卒中后血流改善和缺血组织神经功能恢复。