Site-1 protease-mediated lipid metabolism in lymphatic vascular development

淋巴管系统对于运输间质液、膳食脂肪和免疫细胞是必不可少的。缺陷 这些功能导致水肿、脂质吸收受损、肥胖、免疫功能异常， 癌症转移在胚胎发育期间，淋巴管生成是稳健的，主要由血管生成驱动。 内皮生长因子C（VEGF-C）-β介导的VEGF-C β 3活化，VEGF-C β 3是淋巴细胞上的主要VEGF-C β受体。 内皮细胞（LECs）。新出现的证据表明，内皮细胞的代谢对血管内皮细胞的生长至关重要。 发展EC代谢途径的变化也见于癌症和糖尿病等病理学中。但 大多数研究都集中在血液内皮代谢途径上。尽管最近有一些开创性的研究， 淋巴管生成过程中LEC代谢的知识是有限的。有一个未满足的需要， 细胞代谢和淋巴管发育之间的间隙。位点-S1 P 1蛋白酶（S1 P），由 膜结合转录因子肽酶，位点1（MBTPS 1）是高尔基体中的丝氨酸蛋白酶。S1 P是 胆固醇生物合成的关键调节因子，通过蛋白水解激活膜结合的潜在转录因子， 固醇调节元件结合蛋白2（SREBP 2）。最近，我们发现具有可诱导内皮细胞凋亡的小鼠， S1 P特异性缺陷（iEC Mbtps 1-CreERT 1/-CreERT 2，Mbtps 1f/f; iEC Cdh 5CreERT 2）表现出严重的皮下水肿， 发育过程中淋巴管系统的缺陷。我们的初步实验还表明，具有LEC-β特异性的小鼠 SREBP 2缺陷（LEC Srebf 2-p53/-p53，Srebf 2f/f; p53 Lyve 1Cre）在治疗过程中也有类似的淋巴管缺陷。 发展这些强有力的体内初步数据支持了中心假设，即S1 P/SREBP 2-β介导了 胆固醇的生物合成是淋巴管发育所必需的。 我们将通过两个目的来检验中心假设：1）确定淋巴管内皮S1 P/SREBP 2-κ B是否与淋巴管内皮S1 P/SREBP 2-κ B的表达相关。 介导的胆固醇生物合成是淋巴管发育所必需的。我们将描述LEC细胞 S1 P或SREBP 2-β缺陷小鼠在不同发育阶段的分化、迁移和增殖等缺陷。 胚胎发育这些体内分析将通过使用从大肠杆菌分离的LEC的体外测定来补充。 野生型（WT）或突变型小鼠以及原代人LEC; 2）确定S1 P/SREBP 2-E2表达的机制。 介导的胆固醇生物合成调节淋巴管生成。根据初步结果，我们将主要 检验S1 P/SREBP 2-β介导的胆固醇生物合成是持续的VEGFR 3信号传导所必需的假设 主要通过使用WT或突变LEC以及敲低S1 P/SREBP 2或SREBP 3的人LEC的体外测定， S1 P和SREBP 2的功能性抑制剂。 基于强有力的初步数据，我们提出的研究将揭示新的见解S1 P-β介导的脂质的作用， 淋巴管发育中的代谢。我们的研究可能会带来新的治疗机会， 淋巴管缺陷的病理学。

The lymphatic vascular system is essential for transporting interstitial fluid, dietary fat, and immune cells. Defects  in these functions contribute to lymphedema, impaired lipid absorption, obesity, abnormal immune function, and  cancer metastasis. During embryonic development, lymphangiogenesis is robust, primarily driven by vascular  endothelial growth factor C (VEGF-­C)-­mediated activation of VEGFR-­3, a main VEGF-­C receptor on lymphatic  endothelial cells (LECs). Emerging evidence has shown the metabolism of endothelial cells is critical for vascular  development. Changes in EC metabolic pathways are found in pathologies such as cancer and diabetes as well. But  most research has been focused on blood endothelial metabolic pathways. Despite a few recent pioneering studies,  knowledge of LEC metabolism during lymphangiogenesis is limited. There is an unmet need to bridge the knowledge  gap between cellular metabolism and lymphatic vascular development. Site-­1 protease (S1P), encoded by  membrane-­bound transcription factor peptidase, site 1 (MBTPS1), is a serine protease in the Golgi apparatus. S1P is  a key regulator of cholesterol biosynthesis by proteolytic activation of a membrane-­bound latent transcription factor,  sterol-­regulatory element binding protein 2 (SREBP2). Recently, we found that mice with inducible endothelial cell-­ specific deficiency of S1P (iEC Mbtps1-­/-­, Mbtps1f/f;;Cdh5CreERT2) exhibited severe subcutaneous lymphedema and  defective lymphatic vasculature during development. Our pilot experiments also showed that mice with LEC-­specific  deficiency of SREBP2 (LEC Srebf2-­/-­, Srebf2f/f;;Lyve1Cre) had a similar lymphatic vascular defect during  development. These strong in vivo preliminary data support the central hypothesis that S1P/SREBP2-­mediated  cholesterol biosynthesis is required for lymphatic vascular development.  We will test the central hypothesis through two Aims: 1) determine whether lymphatic endothelial S1P/SREBP2-­ mediated cholesterol biosynthesis is required for lymphatic vascular development. We will characterize LEC cellular  defects, such as differentiation, migration, and proliferation, of S1P or SREBP2-­deficient mice at different stages of  embryonic development. These in vivo analyses will be complemented by in vitro assays using LECs isolated from  wild-­type (WT) or mutant mice as well as primary human LECs;; 2) determine mechanisms by which S1P/SREBP2-­ mediated cholesterol biosynthesis regulate lymphangiogenesis. Based on our preliminary results, we will primarily  test the hypothesis S1P/SREBP2-­mediated cholesterol biosynthesis is required for sustained VEGFR3 signaling  mainly by in vitro assays using WT or mutant LECs as well as human LECs with knockdown of S1P/SREBP2 or  functional inhibitors to S1P and SREBP2.  Based on strong preliminary data, our proposed study will reveal novel insights into roles of S1P-­mediated lipid  metabolism in lymphatic vascular development. Our study may lead to novel therapeutic opportunities for  pathologies with lymphatic vascular defects.