SDF-1/CXCR7信号轴对内皮祖细胞纤维变（Endo-MT）和脉络膜纤维化的影响及其机制研究

Choroidal neovascularization (CNV) is most common in age related macular degeneration (AMD) and pathologic myopia, which can lead to irreversible blindness because of the formation of fibrosis resulting from the death of photoreceptor cells, with no effective cure yet. My previous study found that blocking CXCR4 receptor will promote formation of fibrosis in CNV. This project aim to use the endothelial progenitor cells (EPCs) in vitro, by means of gene silencing and antagonist intervention, to understand the CXCR7 expression at the mRNA and protein levels and cell surface molecules, and the role of CXCR7 on PECs biology function such as proliferation, adhesion, migration and tube formation, the role of biological behavior and the its possible impact of endothelial-to-mesenchymal transition (Endo-MT). In vivo study, an animal model of CNV was induced by laser photocagulation, and then we use a variety of molecular biology methods to explore the interaction between CXCR7 and vascular endothelial cells, and the pathogenic role of CXCR7 on the formation of fibrosis in CNV. The results of this project will provide strong scientific evidences for developing of new drugs targeting CXCR7 to prevent blindness caused by fibrosis in CNV.

脉络膜新生血管（CNV）最常见于AMD和病理性近视，至今尚无有效的治愈方法。CNV 病灶的纤维化将导致感光细胞死亡，是致盲的直接原因之一。我们前期研究发现阻断CXCR4受体功能，将促进CNV发生纤维化。本申请课题拟运用内皮（祖）细胞分离和培养技术，通过CXCR7特异受体拮抗剂和基因沉默等手段，全面系统地观察CXCR7 分子对内皮（祖）细胞增殖、黏附、迁移、管腔形成、Endo-MT以及纤维化的影响。进一步采用CNV动物模型，明确CXCR7+内皮（祖）细胞在CNV纤维化形成中的作用及其分子机制。本项目的预期成果将为研发基于CXCR7为分子靶点的CNV治疗新药以及开展抗VEGF和抗CXCR7联合治疗提供新思路并积累资料。

项目背景：脉络膜新生血管（CNV）是老年黄斑病变（AMD）和病理性近视（PM）等多种疾病的晚期病理性改变，CNV病灶的纤维化将导致感光细胞死亡，是致盲的直接原因之一，至今尚无有效的治愈方法。以往研究证实SDF-1与其受体CXCR4结合具有促进CNV的形成。然而，CXCR7作为新近发现的SDF-1另一受体，其在CNV形成过程中的作用及分子机制尚未明确。因此，在本项目中我们着重探讨了的SDF-1/CXCR7轴在CNV形成中血管生成和纤维化中的作用及分子机制。.研究方法：在体外研究中，我们采用脉络膜-视网膜内皮细胞（RF/6A）和人视网膜微血管内皮细胞（HRMECs），通过定量PCR、 蛋白免疫印迹 和免疫荧光等方法检测CXCR7、内皮和间质细胞标记蛋白、总的和磷酸化 ERK、AKT、NF-kB、p70s6k等信号通路蛋白表达。通过CCK-8、transwell小室实验、Annexin V-PI 流式检测、基质胶管样结构形成实验等方法来考察CXCR7在SDF-1诱导的内皮细胞增殖、迁移、凋亡和血管腔形成中的作用；采用CXCR7抑制剂、慢病毒干扰等方法观察CXCR7基因沉默对上述生物学功能的影响。在体内研究中，我们采用激光诱导的CNV小鼠模型，采用眼底荧光血管照影、脉络膜铺片和免疫荧光染色等方法观察脉络膜新生血管团和纤维化面。.研究结果：体外研究发现，TGF-β和脂多糖能促进RF/6A and HRMEC细胞CXCR7的表达，且具有浓度和时间依赖性。SDF-1/CXCR7轴通过激活ERK和AKT通路，抑制内皮细胞凋亡和促进体外血管腔样形成，但对细胞增殖和迁移无调控作用。此外，SDF-1/CXCR7轴还能通过激活mTOR/p70s6k 促进TGF-β介导的内皮-间质细胞转变。体内研究发现，在激光诱导的CNV小鼠模型中，CXCR7在激光后第7天表达上调，在激光后14天达到峰值，激光后35天开始下降。CXCR7基因敲除的CNV小鼠在激光诱导后其新生血管团面积和纤维化面积显著小于野生型CNV小鼠。.研究结论及科学意义：我们的研究结果表明SDF-1/CXCR7 轴在内皮细胞参与CNV形成和脉络膜纤维化过程中具起重要作用，是一个潜在的治疗靶点。该研究结果将有助于为 CNV 临床治疗模式从以往单一抗新生血管治疗的模式逐渐转向抗新生血管和纤维化联合治疗模式转变。