同型半胱氨酸抑制血管再生与冠心病病变严重程度及预后关系的机制研究

Abundant epidemiological and clinical studies have revealed the close relationship between hyperhomocysteinemia (HHcy) and coronary artery disease (CAD) without any known risk factors. High level of homocysteine predicts adverse coronary vascular events. However, the fundamental mechanism remains unknown. We have demonstrated that HHcy can inhibit mouse retinal angiogenesis, aorta micro-vessel growth, and heart capillary density. The Human angiogenesis PCR Array profiles the expression of 84 key genes involved in modulating the biological processes of angiogenesis. By using the PCR Array we dig out the molecular mechanism of HHcy impaired angiogenesis probably via HGF down-regulated. In this study we are trying to verify whether Hcy impired angiogenesis involved in adverse coronary vascular events via HGF/ERK1/2 or HGF/PI3K/Akt signaling pathway. Finally the target gene therapy could be used at reducing the adverse vascular events.

研究发现部分冠心病(CAD)患者并无传统危险因素, 而与血同型半胱氨酸(Hcy)水平密切相关，且伴HHcy患者冠脉病变严重且预后差，机制尚无探讨。申请人前期发现HHcy抑制小鼠视网膜血管再生及主动脉微血管生成，且心脏毛细血管密度低、心功能差。由此我们提出：是否因Hcy抑制血管再生，侧支循环及血供不足而加重冠心病。我们又对血管再生级联反应基因进行基因筛查，以肝细胞生长因子(HGF) RNA水平下调20余倍最为显著，加入外源性合成HGF，证明其具有功能性。在本课题，申请人拟通过评价临床HHcy患者冠脉及侧支循环状况、HHcy小鼠心肌梗死以及细胞小管生成、迁移等模型：1) 明确Hcy是否通过抑制血管再生而加重冠心病病变；2) 探讨Hcy是否通过抑制HGF表达及下游ERK1/2增殖及PI3K/Akt凋亡通路，共同抑制血管再生；3) 通过目标基因靶向治疗方法，刺激血管再生，以改善组织缺血及预后。

本研究针对伴有高同型半胱氨酸血症(HHcy)的冠心病患者，冠脉病变严重且预后差，进行深入的机制探讨。冠心病血管事件后通过间接的侧支循环的血流或者储备的血管开放而提高血流灌注，即血管再生对于存活心肌以及心功能的恢复有着重大的意义。申请人前期发现HHcy抑制小鼠视网膜血管再生及主动脉微血管生成，且心脏毛细血管密度低、心功能差。在本课题的资助下，我们进一步系统研究了 1) Hcy是否通过抑制血管再生，使侧支循环形成受阻，而加重冠心病的病变及不良预后；2) 结合基因筛查的目标基因进一步阐明Hcy是否通过抑制HGF的表达，及其下游ERK1/2细胞增殖与分化通路及PI3K/Akt细胞存活与凋亡通路，共同影响了血管再生；3) 在此基础上针对目标基因，寻找靶向治疗方法，通过刺激血管再生而缓解组织的缺血，改善Hcy所致的冠心病严重病变及不良预后。由此我们得出如下试验结果：1 临床资料收集，研究Hcy与冠脉病变程度及不同血运重建术后不良事件的相关性的研究。收集了2015年6月至2017年7月于我院冠脉造影患者230名，得出结论：急性冠脉综合征患者血清同型半胱氨酸水平与其冠脉病变相关，是冠脉病变的独立危险因子。2 明确验证了HHcy抑制乳鼠的视网膜血管的生长，同时成年小鼠的视网膜血管网血管再生也受到抑制；Hcy抑制小鼠主动脉环微血管生成，同时Hcy浓度依赖性抑制HAEC/HMVEC 的小管形成以及细胞迁移。3 Hcy通过抑制肝细胞生长因子（HGF）的生成与分泌从而抑制血管再生。Hcy下调细胞与组织中HGF mRNA及蛋白的表达水平，且血清HGF水平在HHcy小鼠中也降低，同时在心肌梗死组织中HGF表达亦受抑制；Cytokine and Chemokine array 发现HHcy小鼠心肌梗死之后sICAM, TIMP-1均下调。4外源性加入人工合成HGF能显著改善Hcy抑制的小管形成以及主动脉环微血管生成，DNMT-1可能参与其中。由此我们得出HHcy抑制心梗后血管再生，并且抑制了体内的HGF分泌。HGF是一种旁分泌蛋白，外源性的加入HGF时，这种抑制被逆转，且其中机制与甲基化相关，为心梗后增强血管再生，改善心肌缺血状况提供了治疗方法。