CXCR7介导内皮细胞间质变（Endo-MT）在脉络膜新生血管渗漏中的作用及机制研究

Choroidal neovascularization (CNV) is most common in age related macular degeneration (AMD) and pathologic myopia. Edema and hemorrhage from the hyperpermeable vessels of the CNV is the main cause of vision loss. Although the anti-vascular endothelial growth factor (anti-VEGF) therapy has become a standard treatment for CNV, the repeated treatment often causes the damage of the choriocapillaris and progression of macular atrophy. Actually, in some instances CNV provides oxygen and nutrients to compromised RPE and photoreceptor cells and that elimination of CNV could aggravate hypoxia and oxidative stress, resulting in the dysfunction of photoreceptor cells. Therefore, we believe that a treatment that promotes maturation and stabilization of CNV may be preferable to a treatment that eliminates CNV. In our previous work, we found that blockade of CXCR7 activation significantly decreased the vascular leakage in an experimental CNV model, but the exact mechanism remains unclear. In this research, we firstly confirm the relationship between CXCR7 expression and the endothelial to mesenchymal transition (Endo-MT) in RF/6A and human retinal microvascular endothelial cells (HRMECs). And then, by using the techniques of molecular biology, we will investigate the role of SDF-1/CXCR7-mediated the expressions and distributions of tight and adherens junction proteins, basement membrane integrity and pericytes coverage of CNV. Finally, we observe the change of visual function by regulating the vascular integrity and stability via the examination of visual electrophysiology. The results of this project will provide strong scientific evidences for developing of new drugs targeting CXCR7 to prevent blindness caused by leakage in CNV.

脉络膜新生血管（CNV）最常见于年龄相关性黄斑变性（AMD）和病理性近视，其高通透性导致的血液渗漏是造成视力障碍的重要原因。尽管临床采用抗VEGF手段治疗CNV取得良好的短期效果，但反复给药易导致黄斑萎缩。过度抑制VEGF将加剧视网膜外层组织缺血缺氧状态并导致RPE细胞和感光细胞不可逆损伤。我们前期发现抑制CXCR7的表达能减少CNV渗漏，但具体机制不明。新近研究报道内皮细胞间质变（Endo-MT）是引起血管渗漏的重要环节。本申请项目拟以脉络膜内皮细胞和CNV小鼠为对象，运用分子生物学手段探索SDF-1/CXCR7信号轴介导的Endo-MT对CNV血管结构完整性和稳定性的调控作用及相关机制，并明确促血管通透性正常化治疗对感光细胞活性和功能的影响。本项目成果将为研发基于 CXCR7 为分子靶点的 CNV 治疗新药以及开展抗新生血管和促血管通透性正常化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，其严重程度受血管数量（数量依赖性渗漏）和血管通透性（结构依赖性渗漏）等两方面因素影响。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形成中针对血管结构和稳定性的作用及分子机制。 .研究方法：在体外研究中，我们采用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CXCR 7、内皮细胞标记蛋白、基质金属蛋白酶MT1-MMP、MMP2和MMP9等蛋白表达。通过跨内皮电阻检测（TEER）、FITC-dextran 内皮屏障通透性检测等方法来考察CXCR7诱导的内皮细胞血管腔形通透性改变作用；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SDF-1能通过激活 HRMEC细胞CXCR7的表达，协同下调ZO-1蛋白表达、内皮细胞屏障通透性增强、MMPs蛋白表达增加，从而导致内皮细胞屏障破坏。但沉默CXCR7蛋白后，上述损伤均有可被显著缓解。体内研究发现，在激光诱导的CNV小鼠模型中，CXCR7在激光后14天显著升高，CXCR7基因敲除的CNV小鼠在激光诱导后其新生血管团面积显著小于野生型CNV小鼠。综述所述，CXCR7的表达对血管结构稳定性具有调控作用，通过活化信号通路，可能对血管结构相关蛋白进行调控。.研究结论及科学意义：我们的研究结果表明SDF-1/CXCR7 轴在对脉络膜视网膜微血管管壁形成和稳定性维持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诱导新生血管正常化方向。