GSK-3β/β-catenin轴维持EPC增殖分化平衡参与血管损伤修复中的调节作用

内皮祖细胞(EPC)在血管损伤修复中发挥重要作用，然而成体EPC数量不足、体外扩增有限，限制了EPC自体移植的临床应用，研究EPC增殖分化平衡的调控机制可能是解决这一难题的关键。我们前期研究发现经PI3K/Akt信号通路促EPC增殖时GSK-3β表达减弱，提出GSK-3β在维持EPC增殖分化平衡中可能发挥负向调控作用的假设。为此本项目通过测定EPC增殖分化与GSK-3β/β-catenin时空表达的量化关系，利用基因芯片分析、小RNA干扰、基因转染和信号通路特异阻断激活等方法，从细胞水平研究GSK-3β/β-catenin 以及下游信号分子对EPC增殖分化及功能的影响，并利用颈动脉损伤模型探讨GSK-3β/β-catenin 轴在调控EPC增殖分化参与损伤血管修复的作用机制以及对EPC促增殖-抑制增殖血管活性物质分泌平衡中的作用，为自体移植EPC治疗血管损伤性疾病提供新思路。

内皮祖细胞(EPC)在血管损伤修复中发挥重要作用，然而高胆固醇血症等心血管危险因素使EPC数量及功能显著受损，限制了其在冠心病患者自体移植上的临床应用。本项目通过aopE-/-小鼠建立高脂动物模型，成功分离培养aopE-/-小鼠骨髓源性EPC，观察高脂环境对EPC生物学功能的影响，结果发现ApoE-/- EPC增殖、迁移及分泌NO及VEGF能力显著降低。采用基因转染及药物干预方法抑制GSK-3β活性，观察GSK-3β/β-catenin轴在高脂条件下对EPC生物学功能的调控作用。结果显示，GSK-3β抑制剂LiCl可呈剂量依赖性促进ApoE-/- EPC增殖、迁移及分泌功能，然而高浓度LiCl可引起EPC数量减少和死亡。GSK3β-KM转染同样可显著促进ApoE-/- EPC增殖及小管形成等生物学功能。我们发现LiCl对ApoE-/- EPC的最大有益作用与GSK3β-KM基因转染无显著性差异，且联合药物干预和基因转染并不能进一步增强对ApoE-/- EPC的有益作用。检测抑制GSK3β活性后下游pGSK3β、β-catenin、cyclinD1的蛋白定量表达及β-catenin的核转运，发现ApoE-/- EPC中pGSK3β的表达显著降低，推测ApoE-/-小鼠EPCs的生物学功能受损可能与GSK3β活性表达相关。抑制GSK3β活性可增加GSK3β下游pGSK3β、β-catenin、cyclinD1的蛋白表达，并可显著增强EPCs中β-catenin在细胞核的表达。建立颈动脉血管损伤模型，经尾静脉将经药物处理或GSK3β-KM基因转染的EPC输注至apoE-/-小鼠体内，观察GSK3β抑制对EPCs移植在损伤血管功能性再内皮化中的影响。结果显示移植ApoE-/-EPC的再内皮化作用显著低于WT-EPC移植。通过药物干预或基因转染抑制GSK3β活性可显著增加ApoE-/- 小鼠损伤血管的再内皮化。LiCL（20mmol/L）和GSK3β-KM干预的EPCs移植在再内皮化作用中无显著性差异。内皮功能的恢复较形态学的恢复更为重要，通过乙酰胆碱诱导的内皮依赖性舒张试验测定显示抑制GSK3β活性可显著改善损伤血管的内皮舒张功能。本研究初步探讨了GSK-3β/β-catenin轴在EPC增殖等生物学功能中的平衡作用，为自体移植EPC治疗血管损伤性疾病提供新思路。