受体酪氨酸激酶Axl调控炎症反应和血管重构在颅内动脉瘤形成和破裂中的作用

Subarachnoid hemorrhage (SAH) caused by intracranial aneurysms is a catastrophic disease threatening the human health and life. As a result, there is a strong need for the development of noninvasive therapies to prevent rupture of patients found to have unruptured IA. A large body of evidences indicated that chronic inflammation and pathological vascular remodeling play a critical role in IA formation and rupture. Receptor tyrosine kinase Axl has been demonstrated to be involved in the inflammatory process and vascular remodeling but its relevance to IA is unclear. In the previous study, we found that soluble form of Axl (sAxl) was specifically elevated in CSF and plasma of RIA patients while membrane-anchored Axl (mAxl) remarkably decreased in the human RIA tissue. Therefore, this project will aim at uncovering the causes and mechanisms underlying the imbalance of sAxl and mAxl in RIA. First, we will confirm the change of Axl level in human plasma as well as in human IA tissue and study its relationship with inflammation and mural cell death. Second, we will deeply explore the role of Axl in the IA formation and rupture using a mouse IA model combined with gene knockout. Finally, we will clarify the protease mediating Axl shedding and factors affecting the sheddase activity at the cellular and molecular level, which might provide a potential therapeutic target for preventing IA rupture from the angle of inhibiting Axl shedding.

颅内动脉瘤（IA）破裂引起的蛛网膜下腔出血是严重危害人类健康和生命的重大疾病。如何找到一种有效的无创性手段防止破裂是IA治疗中亟需解决的问题。大量研究数据表明慢性炎症和病理性血管重构是IA形成和破裂的核心环节。受体酪氨酸激酶Axl在调节炎症反应和血管重构中都发挥了重要作用，但在IA中的作用并不清楚。我们前期的工作中发现可溶性Axl（sAxl）在破裂IA病人的脑脊液和血浆中特异性升高，而膜上的Axl (mAxl) 在破裂IA组织中显著降低，因此本项目将围绕导致sAxl/mAxl失衡的原因和机制这一关键科学问题，首先在人体血液和组织中证实Axl的变化以及与炎症反应和血管壁细胞死亡的相关性、再从动物IA模型结合基因敲除深入研究Axl在IA形成和破裂中的作用；最后在细胞和分子水平明确介导Axl剪切的蛋白酶以及影响剪切酶活性的因素，从抑制Axl剪切的角度为寻找药物干预IA破裂提供有效的治疗靶点。

目前认为慢性炎症和病理性血管重构是IA形成和破裂的核心环节，受体酪氨酸激酶Axl在调节炎症反应和血管重构中都发挥了重要作用，但在IA中的作用并不清楚。在本项研究中，我们分别在IA患者血样、IA组织、条件性基因敲除的小鼠以及在细胞和分子水平研究Axl在IA的形成和破裂中的作用机制。研究结果发现：1）破裂IA患者血浆中sAxl显著升高并且与炎症因子相关；2）未破裂IA组织中Axl比对照组显著增高，同时剪切酶ADAM17表达也显著增加，而在破裂组织中则Axl和ADAM17表达水平均较低；3）破裂IA患者的PBMC中Axl和ADAM10的表达显著增高；4）原代培养的腹腔巨噬细胞发现炎症能诱导细胞膜上的Axl发生剪切，抑制ADAM10的活性能够降低上清中sAxl的水平，表明ADAM10是负责巨噬细胞膜上Axl剪切的关键酶；5）在AngⅡ诱导发生表型转化的原代培养VSMC细胞中，Axl蛋白水平表达增高，Axl抑制剂R428通过激活自噬抑制AngⅡ诱导的VSMC表型转化；6）在小鼠IA模型中随着IA的进展，血浆sAxl逐步增高，并且在破裂IA中出现显著性升高；同时在小鼠IA组织中VSMC合成型基因的mRNA水平表达增加、收缩型基因的mRNA水平表达降低，同时Axl mRNA和蛋白水平随着IA进展显著增高，提示Axl在IA的发生发展中发挥关键作用；7）在巨噬细胞特异性敲除Axl或ADAM10的转基因小鼠中，IA的形成率和破裂率均显著降低；在VSMC中特异性敲除Axl的小鼠中，IA的形成率显著降低。通过本项研究我们阐明了Axl通过调节炎症反应和血管平滑肌表型转化在IA发生发展中发挥关键作用，并且找到了在巨噬细胞中负责Axl剪切的关键酶ADAM10。证明了在破裂IA患者的PBMC中ADAM10和Axl的表达增加促进膜上Axl剪切从而导致血液中sAxl含量升高。血浆中sAxl的水平有望成为预测IA破裂风险的生物标志物，并且抑制Axl或ADAM10活性有可能成为干预IA形成和破裂的治疗靶点。