基质细胞蛋白CCN3/CCN2平衡调控体系在静脉畸形非稳态血管形成中的作用研究

Venous malformations (VM) are congenital vascular anomalies that commonly seen in infants. Our previous study has revealed the exsistence of vascular destabilization in VM, which might be associated with the decreased production of extracellular matrix (ECM). A number of recent studies have indicated the essential role of the CCN3/CCN2 regulation system in controlling ECM production. Our preliminary data suggested that the CCN3/CCN2 regulation system also exsited in endothelail cells, and its unbalance may result in vascular destabilization. The present project is designed to further investigate: the role of CCN3/CCN2 regulation system in the formation of unstable vessels in VM; (2) the role of TGF-β signaling pathway in regulation of CCN3/CCN2 system; (3) the feasibility and validity of CCN3/CCN2-targeting in treating VM of the mouse model. Our research may further unmask the pathogenesis of VM, and would be beneficial for developing novel therapeutic strategies against VM.

静脉畸形是一种常见于小儿的先天性血管发育异常性疾病。本课题组前期研究结果提示静脉畸形中的血管处于非稳定状态，且该状态的产生可能与细胞外基质沉积不足有关。目前国际上已有研究报道了基质细胞蛋白CCN3/CCN2平衡体系在细胞外基质分泌中的重要调控作用。我们的预实验结果已初步证实，在内皮细胞中亦可能存在CCN3/CCN2平衡调控体系，而该体系的表达失衡很可能与非稳态血管的形成有关。本项目旨在进一步深入研究：（1）基质细胞蛋白CCN3/CCN2在人静脉畸形中的表达及其与非稳态血管形成的相关性；（2）CCN3/CCN2平衡体系对非稳态血管形成的调控作用及分子机制；（3）TGF-β信号通路对CCN3/CCN2表达平衡性的调控作用及机制；（4）靶向CCN3/CCN2平衡体系促进血管稳定性在静脉畸形治疗中的可行性和有效性。该项研究有可能进一步揭示静脉畸形的发病机制，并为开拓静脉畸形疾病新疗法提供理论基础。

静脉畸形是一种常见于小儿的先天性血管发育异常性疾病。本项目从细胞和分子水平较系统地研究了静脉畸形中的异常血管，结合已有文献报道，表明病变中的血管处于非稳态。其主要特点包括：静脉畸形中管周细胞覆盖率远远低于正常静脉血管；扩张血管周围的细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）明显减少，细胞间粘附分子表达下调；超微结构观察显示：静脉畸形中常可见“有窗”的血管内皮层，细胞间粘附和连接不足，基底膜不完整甚至缺失。为了进一步探讨其发病机制，通过免疫组织化学及荧光染色研究后发现：与正常皮肤相比，静脉畸形组织中Tie2的表达及磷酸化水平显著上调，且与管周细胞覆盖率呈显著负相关；TGF-β表达显著下调，与管周细胞覆盖率呈显著负相关；且Tie2磷酸化水平与TGF-β的表达呈显著负相关。体外细胞实验显示：与人脐静脉内皮细胞相比，人静脉畸形内皮细胞中Tie2的表达及磷酸化水平显著上调，TGF-β表达显著下调；以人脐静脉内皮细胞为研究对象，免疫印迹及实时定量PCR数据显示：Tie2激活剂Ang-1可下调TGF-β的表达，而外源性细胞因子TGF-β可抑制Tie2的表达及磷酸化水平。此外，免疫组织化学染色数据显示CCN2在正常皮肤组织中的成纤维细胞样细胞、血管内皮细胞及管周细胞呈强表达，而在静脉畸形组织中表达显著下调；相关性及聚类分析显示静脉畸形中CCN2和TGF-β表达呈显著正相关，且正常皮肤及静脉畸形组织中CCN2的表达水平与血管周α-SMA阳性细胞数密切相关。体外细胞实验发现：外源性细胞因子TGF-β及CCN2均可上调人脐静脉内皮细胞中CCN2及细胞外基质蛋白的表达水平，提示内皮细胞中同样存在TGF-β/CCN2信号通路。博来霉素A5同样可上调内皮细胞TGF-β/CCN2及细胞外基质的表达水平。更有意义的是，博来霉素A5治疗后的静脉畸形组织中TGF-β/CCN2和α-SMA表达均显著上调。综上所述，血管内皮细胞中可能存在Tie2/TGF-β平衡调控效应和TGF-β/CCN2信号通路。静脉畸形组织中TGF-β/CCN2通路的表达水平显著下调，可能与血管成熟过程中细胞外基质沉积减少、管周细胞覆盖异常导致的非稳态血管密切相关。TGF-β/CCN2信号通路有望成为静脉畸形治疗的靶点。