PEDF介导高游离脂肪酸致血管内皮功能损伤的作用和分子机制

We have demonstrated that PEDF is not only a strong inhibitor of angiogenesis, but also an important regulator of lipid metabolism in obese mice. The PEDF highly expressing in adipocyte can activate ATGL, resulting in lipolysis and FFAs release. The enhanced plasma FFAs is the main reason for vascular endothelial dysfunction. In the pre experiment, we found that PEDF could activate the signaling pathways associated with the FFAs uptake by vascular endothelial cells. Plasma FFAs enter the vascular endothelial cells from the circulation though the ways of FFAs uptake and transport by vascular endothelial cells, and then enter other organs. Thus, we analyze that the PEDF highly expressed in obesity may involve in FFAs-induced endothelial dysfunction, and regulate the ectopic deposition of FFAs in multiple organs. Based on the above research, we choose the obesity animal model with hyperlipemia as the research object, and aim for the reliable evidence that PEDF is involved in endothelial dysfunction induced by FFAs by the technologies of gene targeting, metabolic molecular labeling and in vitro & in vivo. We hope to investigate the molecular mechanism of PEDF involving in the endothelial cell damage induced by FFAs. Moreover, the current project will provide new targets and theoretical basis for the diagnosis and treatment of diseases with vascular endothelial dysfunction.

前期我们证实PEDF不仅是活性很强的血管增生抑制因子，还是肥胖小鼠脂肪代谢的重要调控分子。高表达于脂肪细胞的PEDF能激活ATGL，从而诱导脂肪分解和促进FFAs释放。显著升高的血浆FFAs是导致血管内皮功能障碍的主要原因。在预实验，我们初步观察到PEDF可激活与血管内皮细胞摄取FFAs相关的信号途径。血浆FFAs须经血管内皮细胞摄取和转运才能从循环进入血管内皮细胞，继而进入其他组织器官。由此，我们分析肥胖时高表达的PEDF可能参与了FFAs诱导的血管内皮功能障碍，并能影响FFAs在多组织器官异位沉积。基于上述研究基础，本课题拟以肥胖伴高脂血症模式动物为研究对象，借助基因打靶技术、代谢分子标记等方法和体内外实验，旨在获得PEDF参与FFAs致血管内皮功能障碍的可靠证据，深层次解析PEDF介导FFAs损伤血管内皮细胞的分子机制，为与血管内皮功能障碍相关的重大疾病诊治提供新的靶位点和理论基础。

越来越多的研究开始关注色素上皮衍生因子（pigment epithelium-derived factor，PEDF）对脂代谢以及胰岛素抵抗的生理和病理作用，并参与肥胖、糖尿病、代谢综合征等疾病的病理进展。但是，PEDF作用方式及具体机制仍不清楚。前期我们证实高表达于脂肪细胞的PEDF能诱导脂肪分解和促进脂肪酸释放。但是，PEDF与脂肪酸产生、释放、转运、组织器官分布、细胞内代谢等环节的关系及其机制，以及这种调控关系是否参与脂肪酸诱导血管内皮细胞功能损伤，目前均没有明确的回答。 .本研究以肥胖伴高脂血症模式动物为研究对象，借助基因打靶技术、代谢分子标记和体内外实验，旨在获得PEDF 参与脂肪酸致血管内皮功能障碍的可靠证据，深层次解析PEDF 介导脂肪酸损伤血管内皮细胞的分子机制。我们的研究显示：（1）在HFD诱导肥胖小鼠模型中证实血清PEDF在肥胖早期明显升高，但是随着观察时间延长，血清PEDF并非伴随肥胖高血脂病程的加重而持续升高。进一步敲除PEDF基因后能诱发肥胖，加剧高脂血症。由此，我们分析并证实，在HFD诱导小鼠肥胖症早期PEDF增高可能是一种代偿性保护机制，而PEDF的失代偿在肥胖及肥胖诱发糖尿病发生中可能发挥作用，从全新的角度阐释PEDF在肥胖及相关疾病发生发展中的作用；（2）首次证实高血脂可通过激活NF-κB/TNF-α通路促进肝脏PEDF的表达、分泌，升高循环系统中PEDF水平。同时，PEDF通过对HSL、ATGL和PPAR-γ的调控促进脂肪分解、释放脂肪酸；（3）在肥胖早期PEDF促进了血脂肪酸从血管向组织的转运，其机制可能是PEDF活化Apelin/APJ/VE-cadherin通路，改变血管内皮细胞间的相互识别和连接，使脂肪酸以渗漏的方式向靶器官转运，有效清除血管内脂肪酸堆积；（4）首次证实PEDF 可以促进各靶器官摄取脂肪酸，同时对不同靶器官脂肪酸的β氧化有差异调控作用，这可能与心肌细胞脂毒性、脂肪肝的病理生理有关。.综上所述，本研究采用新的视角对PEDF参与肥胖、高脂血症等代谢综合征所发挥的作用及其对脂肪酸代谢调控进行深入研究，为与血管内皮功能障碍相关的重大疾病诊治提供新的靶位点和理论基础。