hnRNPA2B1的SUMO化介导糖尿病伤口渗液外泌体miRNA分选影响新生血管生成的机制研究

Angiogenesis dysfunction is the main reason of impaired healing of diabetic wounds. Our preliminary data showed that exudates-derived exosomes from diabetic wounds inhibited angiogenesis. However, the mechanism is unclear. Based on microarray experiments of the exosomes from diabetic wound exudates and the subsequent biological informative analysis, we found that four of the highly expressed miRNAs affected angiogenesis, which might be mediated by multiple targets associated with Wnt signaling pathway. At the same time, our pre-experiments demonstrated that hnRNPA2B1 may mediate exosomal miRNAs sorting in macrophages. Herein, we propose that exosomal miRNAs sorting in macrophages mediated by sumoylated hnRNPA2B1 would lead specific exosomal miRNAs into the recipient endothelial cells, and thereafter, the exosomal miRNAs play important roles in inhibiting angiogenesis through its multiple targets associated with Wnt signaling pathway. In summary, the aim of the study is to obtain reliable evidence that sumoylated hnRNPA2B1 controls the sorting of miRNAs into exosomes, and influences angiogenesis of diabetic wound through targeting Wnt signaling pathway. The current research may help to discover the new mechanism of high miRNAs expression in exudates-derived exosomes from diabetic wounds, and represent potential targets for drug interventions to improve diabetic wound healing.

血管新生不良是影响糖尿病创面愈合的重要因素。我们前期研究发现伤口渗液巨噬细胞外泌体参与血管新生，但具体机制不明。进一步的基因芯片联合生信分析提示渗液外泌体中高表达4种miRNAs，通过调控下游Wnt通路影响血管新生。结合预实验发现的巨噬细胞内hnRNPA2B1特异性分选外泌体miRNA的新机制，我们提出：SUMO化的hnRNPA2B1介导巨噬细胞外泌体miRNAs的分选，继而通过外泌体将特定miRNAs传递至血管内皮细胞，多靶点调控Wnt通路，发挥抑制血管新生的作用。本项目拟以差异表达最显著的miR-3976为代表，通过RIP、RNA-pulldown、EMSA等方法，旨在获得SUMO化的hnRNPA2B1介导渗液巨噬细胞外泌体miRNA分选、进而传递特定的外泌体miRNA影响糖尿病创面新生血管生成的可靠证据。本项目从外泌体miRNA分选角度为糖尿病难愈性创面治疗确立新靶点提供了科学依据。

随着我国经济的发展、糖尿病患病率急剧增加，随之而来的糖尿病各种慢性并发症的发生率也逐年增加，其中糖尿病足是糖尿病致残致死的重要原因。糖尿病皮肤溃疡治疗困难，且长期不能愈合，容易合并感染，最终导致病人截肢或危及生命。因此，糖尿病足部伤口难愈的机制研究是目前研究领域关注的热点问题之一。组织出现损伤时，损伤的局部会形成丰富的新生血管以保证组织局部损伤的顺利修复及愈合，但在糖尿病创面愈合过程中，有研究表明血管新生不良是导致创面难愈的一个重要原因。新生血管的生成和局部微环境中的外泌体紧密相关，糖尿病足创面常伴有渗液的产生，渗液作为伤口局部微环境的重要介质，其中的外泌体是否在伤口新生血管不良中发挥作用有待研究。本项目中，动物实验研究发现糖尿病大鼠皮肤伤口肉芽组织厚度、再上皮化程度、新生血管形成能力均较正常皮肤伤口明显下降；在非糖尿病足溃疡及糖尿病足溃疡患者的肉芽组织中我们进一步明确糖尿病足溃疡相对于非糖尿病足溃疡而言，创面肉芽组织层厚度变薄，CD31 表达明显减少，微血管密度降低，提示糖尿病足溃疡愈合过程中存在血管新生不良的现象。我们通过超速离心法分离鉴定了伤口渗液中的外泌体，并进行microarray分析，发现在糖尿病伤口渗液外泌体中的miRNA表达谱和正常伤口的不同，且生物信息学分析发现差异表达的miRNA和新生血管生成密切相关。我们进一步从细胞及动物水平，证明了糖尿病足局部伤口渗液外泌体通过miR-205-5p和miR-195-5p抑制受体血管内皮的VEGFA表达，从而抑制内皮细胞迁移和成管，在体内实验证实糖尿病足渗液外泌体抑制伤口愈合和创面血管新生。本项目探讨了渗液外泌体通过miR-205-5p/195-5p靶向性抑制受体细胞内的VEGFA表达，初步探讨了外泌体在糖尿病伤口愈合中的作用及其可能的机制。为阐明糖尿病足难愈性伤口的发病机制及寻找促进糖尿病足溃疡愈合新的治疗靶点提供新的理论和实验依据。