Numb调节血管发育的分子细胞机制

虽然血管发育的分子机制已有了很大进展，然而血管发育细胞生物学的研究尚处于起步阶段，尤其是血管管径发育、血管分支、网络形成的分子细胞机制尚不清楚。信号调节蛋白numb在果蝇神经干细胞不对称性分裂中起重要作用，在哺乳动物中有两个同源基因numb和numblike, numb有4种不同的剪接形式与numb like 一起构成5种不同的分子。整体敲除numb导致小鼠胚胎早期死亡并伴有血管网络缺陷，但内皮细胞Tie2-cre介导敲除numb没有呈现异常表型，提示先前结果可能是胎盘缺陷的继发现象或内皮前体细胞功能缺陷。为研究numb在血管发育中的作用和机制，我们用Tie2-cre将numb和numblike 同时敲除，发现内皮细胞双敲除胚胎死于E11.5之前，并且发现大血管变细、分支减少、网络稀疏，基于此结果，本标集中研究numb在血管大小、分支、网络形成的功能和分子细胞机制。

血管系统是哺乳动物最为重要和最为复杂的器官之一，也是胚胎发育过程中最先形成的功能器官。在果蝇遗传学研究中，Numb是第一个被发现的细胞命运决定子，它通过拮抗Notch信号，影响果蝇感知神经前体细胞的不对称分裂。虽然在果蝇神经系统中Numb通过拮抗Notch发挥作用，但却一直没有研究表明Numb在血管发育中的作用又是如何。. 因此在本课题中，分别使用Tie2-Cre和诱导型VE-Cadherin-CreERT2条件性敲除血管内皮细胞Numb/Numblike，Tie2-Cre介导的敲除导致小鼠死于胚胎期E10.5天，胚胎血管分支减少，网络稀疏，大动脉血管管径变细，卵黄囊血管结构趋于崩解；VE-Cadherin-CreERT2介导的诱导型敲除出生后小鼠Numb/Numblike，同样会导致视网膜血管分支减少，网络稀疏，而且tip cell数目以及tip cell上的丝状伪足减少。同时本研究在体外建立双干扰Numb/Numblike表达的HUVEC，用于体外分析Numb/Numblike在血管生成中的作用。Edu标记实验表明，干扰组细胞增殖没有受到影响；划痕实验、transwell实验和成管实验表明干扰Numb/Numblike削弱了内皮细胞的迁移和侵袭能力，扰乱了内皮细胞的分化成管能力。. 随后本研究结合利用体内敲除和体外干扰系统，以及DLL4-Notch细胞共培养体系对Numb/Numblike调节血管发育的分子机制进行探索分析，惊奇发现Numb/Numblike通过DLL4拮抗Notch信号通路，从而调控血管发育。本研究表明干扰Numb/Numblike后，致使DLL4降解受阻，更多的DLL4分布于膜上，处于“激活状态”，进而导致相邻细胞的Notch在细胞膜上更容易被剪切激活。综上所述，Numb/Numblike在血管发育中发挥着重要作用，其主要分子机制是通过调节DLL4的降解，拮抗notch信号（此部分工作有望发表在Cell子刊Developmental Cell上，正在投稿中）。. 另外，参与血管发育的信号通路极其复杂，预示着Numb调节血管发育的分子机制也并非单一，本研究表明Numb调控大动脉管径则可能通过ephrinB2-EphB4信号，是不依赖notch信号的，此部分结果有待继续深入探索，奠定了后续工作的基础。