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

淋巴管和血管循环系统是运输间质液体、饮食和脂肪、营养和免疫缺陷的重要器官。 此外，这些免疫功能还会导致淋巴水肿、血脂吸收障碍、肥胖和免疫功能异常等。 癌症和转移。在胚胎发育过程中，淋巴管生成功能非常强大，主要是由血管功能驱动的。 血管内皮细胞生长因子C受体(VEGFR-C)介导的VEGFR-3活化，是淋巴管上主要的血管内皮生长因子-C受体。 内皮细胞(LECs)。新的研究证据表明，内皮细胞的正常代谢对血管生成至关重要。 发展。血管内皮细胞代谢途径的变化在癌症和糖尿病等疾病的病理中也没有发现。但是。 尽管最近有一些开创性的研究，但大多数研究都集中在血液、内皮和代谢途径上。 在淋巴管生成过程中，对LEC新陈代谢的了解非常有限。还有一个尚未得到满足的需求，需要在这些知识之间架起桥梁。 细胞代谢和淋巴管及血管发育之间的差距。S1P位点，由编码。 膜结合转录因子多肽酶1(MBTPS1)是高尔基体细胞中的一种重要的丝氨酸蛋白水解酶。 胆固醇生物合成的关键调控因子是通过激活一种与膜结合的潜在转录因子来实现的。 类固醇调节元件与结合蛋白2(SREBP2)。最近，我们发现小鼠体内有可诱导的内皮细胞。 ;S1P的特异性淋巴缺乏症(IEC和Mbtps1--/-，Mbtps1f/f；CDH5CreERT2)表现出严重的皮下和淋巴水肿。 在小鼠发育过程中，淋巴管和血管系统存在缺陷。我们的第一个试点实验也表明，小鼠感染了LEC特异的细胞。 SREBP2基因缺乏症(LEC：Srebf2--/-，;Lyve1Cre)在治疗期间也出现了类似的淋巴管和血管血管缺陷。 发展。在体内，这些强有力的证据表明，初步的研究数据可能支持S1P/SREBP2介导的中枢神经系统假说。 胆固醇的生物合成是淋巴管和血管发育所必需的。 我们将通过以下两个目标来检验中央银行假说：1)确定淋巴管和内皮细胞是否存在S1P/SREBP2-- 介导的胆固醇生物合成是淋巴管和血管血管发育所必需的。我们将不再描述细胞内皮细胞的特征。 缺陷，如细胞分化、细胞迁移、胚胎和细胞增殖、S1P基因缺陷或SREBP2基因缺陷小鼠在疾病的不同阶段都会出现。 胚胎胚胎发育。在体内分析中，这些研究将得到体外分析的补充，使用从胚胎中分离的LECs。 野生型晶状体上皮细胞(WT)或突变型小鼠以及原发的人类晶状体上皮细胞；;(2)将决定S1P/SREBP2-的机制。 介导的胆固醇生物合成调节淋巴管生成。根据我们的初步研究结果，我们认为主要是。 测试S1P/SREBP2介导的胆固醇生物合成的假设是持续的VEGFR3信号所必需的。 主要是通过体外检测，使用WT基因或突变体的LECs，以及具有S1P/SREBP2基因敲除功能的人类LECs。 功能性药物可抑制S1P和SREBP2。 基于强大的初步研究数据，我们提出的这项研究将揭示对S1P介导的血脂的作用的新见解。 新陈代谢在淋巴管和血管的发育中起作用。我们的这项研究可能会为癌症提供新的治疗机会。 病理与淋巴管和血管畸形有关。

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.