HIF-1α突变体对缺血心肌血管生成及心功能影响的研究

Hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) is an upstream gene that can promote angiogenesis. Under hypoxia condition, HIF-1α is unstable with low transcriptional activity. We constructed Ad-HIF-1α-Trip by three points mutation of Pro402, Pro564 and Asn803 of HIF-1α. Ad-HIF-1α-Trip has increased stability and transcriptional activity. Our preliminary study in vitro showed that Ad-HIF-1α-Trip could significantly enhance the expression of the downstream angiogenic factors. Our preliminary study in vivo showed that Ad-HIF-1α-Trip increased the angiogenesis and blood perfusion in acute ischemic hind limb. In recent year, with the population aging and increased atherosclerosis morbidity, the incidence of chronic limb ischemic is growing. The conventional treatment is not satisfied, it is necessary to find the new effective therapeutic measure. We hypothesis that, (1) Ad-HIF-1α-Trip can express in the chronic ischemic limbs and promote the expression of downstream angiogenic factors.(2) Ad-HIF-1α-Trip can promote the angiogenesis, blood perfusion, the energy metabolism and improve the cardiac function without serious side effects.

低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor- 1α, HIF-1α)是促血管生成的上游基因，在常氧下易降解、转录活性低。我们通过将HIF-1α中ODDD区Pro402，Pro564及TAD区Asn803三个位点联合突变，构建了重组腺病毒HIF-1α三突变体（Ad-HIF-1α-Trip），使其常氧下高效、稳定表达。前期离体研究表明，Ad-HIF-1α-Trip在常氧下能明显增强下游部分相关促血管生成因子的表达；在体研究表明，其能促进兔急性缺血后肢血管生成、血流灌注。鉴于近年来人口老龄化和动脉粥样硬化发病率的增高，缺血性心脏疾病的发病率随之升高，重症患者目前常规治疗效果不佳，有必要寻找新的治疗途径。我们的假说是：Ad-HIF-1α-Trip能在缺血心肌有效表达及促进下游促血管生成因子的表达；可促进缺血心肌的血管生成、血流灌注，改善能量代谢及保护心脏功能。

研究背景：低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor- 1α, HIF-1α)是促血管生成的上游基因，在常氧下易降解、转录活性低。前期我们通过将HIF-1α中ODDD区Pro402，Pro564及TAD区Asn803三个位点联合突变，构建了重组腺病毒HIF-1α三突变体（Ad-HIF-1α-Trip），使其常氧下高效、稳定表达。前期研究表明，Ad-HIF-1α-Trip在常氧下能明显增强下游部分相关促血管生成因子的表达，能促进兔急性缺血后肢血管生成、血流灌注。鉴于近年来缺血性心脏疾病的发病率升高，重症患者目前常规治疗效果不佳，有必要寻找新的治疗途径。重要结果及关键研究数据：1. Ad-HIF-1α-Trip在大鼠缺血心肌组织能有效转染、表达，并能促进下游部分促血管生成因子的表达。Real-time PCR结果示，Ad-HIF-1α-Trip组HIF-1α、VEGF、PDGF、PLGF、PAI-1在mRNA水平的表达明显优于其它各组（P＜0.05）。2. Ad-HIF-1α-Trip能促进缺血心肌组织的血管生成、保护心功能。TTC法测定梗死心肌面积百分比发现Ad-HIF-1α-Trip组与其它各组对比，梗死心肌面积百分比最小，组间差异有统计学意义（P＜0.05）。心脏超声检查显示，Ad-HIF-1α-Trip组LVCO、LVEF、LVFS均明显优于其它各组，差异有统计学意义（P＜0.05）。基因转染后7天免疫组化CD31染色MVD值以Ad-HIF-1α-Trip组最大。冠状动脉铸型肉眼观可见Ad-HIF-1α-Trip组心肌缺血区血管网优于其它各组。3.Ad-HIF-1α-Trip组CK-Mb、cTn I血清浓度在基因转染后7天明显小于其它各组，肝功能、肾功能无明显异常。科学意义：本研究提示Ad-HIF-1α-Trip在一定程度上可改善缺血性心脏病的预后，具有一定的安全性，有望为缺血性疾病的治疗提供新的途径。