半胱天冬酶Caspase-4/11通过抑制Dll4-Notch1信号通路促进血管新生的机制研究
批准号:
82200446
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
祝国富
依托单位:
学科分类:
血管损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2025
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
中文摘要
血管新生对生长发育及缺血性疾病的发生起着至关重要的作用。Dll4-Notch1信号在血管新生中起着重要作用,但相关调控机制仍未完全阐明。本课题组发现在后肢缺血模型中,Caspase-11(人同源的为Caspase-4基因)全身敲除小鼠血管新生能力明显受损。离体试验发现敲减Caspase-4显著降低内皮细胞成管能力。我们发现抑制内皮细胞Caspase-4的表达后,γ-Secretase的活性明显增强,其Dll4-Notch1信号通路活化增加。因此,我们提出假设:Caspase-4/11通过抑制γ-Secretase的活性下调Dll4-Notch1信号,继而促进血管新生。本项目将用全身和内皮特异性小鼠从离体、在体及分子水平证实该假设,为治疗血管新生类疾病提供新的治疗靶标。
英文摘要
Angiogenesis plays an important role in development and ischemic diseases. Dll4-Notch1 signaling pathway is critical for angiogenesis. However, the related mechanisms are poorly understood. In vivo, we showed that Caspase-11 (human homologue Caspase-4) global KO mice had significant impaired angiogenesis in hindlimb ischemia model. In vitro, depletion of Caspase-4 in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) by siRNA remarkably decreased the tube formation. Indeed, we demonstrated the massively increased γ-Secretase activity in Caspase-4 knockdown HUVECs. Furthermore, inhibition of Caspase-4 enhanced Dll4-Notch1 signaling pathway. Based on the evidence, we hypothesized that Caspase-4/11 promoted angiogenesis by suppressing γ-Secretase activity and downregulating Dll4-Notch1 signaling. To prove this hypothesis, we will study the role of Caspase-4/11 in angiogenesis by Caspase-11 global and endothelial specific knock out mice, and the related molecular mechanisms. Successfully accomplishment of this proposal will provide a novel therapeutic strategy on angiogenesis related diseases.
血管新生对生长发育及缺血性疾病的发生起着至关重要的作用。在血管生成过程中,静止内皮细胞转变为特化的顶细胞和柄细胞,这一过程受代谢调节。ACLY利用柠檬酸产生乙酰辅酶A,在活化内皮中显著激活。然而,ACLY衍生的乙酰辅酶A是否促进血管生成未知。ACLY缺失抑制内皮增殖、迁移、管形成和发芽,而内皮特异性Acly敲除小鼠表现出生理性和病理性血管生成减少。在机制上,ACLY促进糖酵解,促进乙酰辅酶A的产生,并增强关键血管生成基因位点的组蛋白乙酰化。在ACLY缺陷模型中,补充醋酸盐可以恢复乙酰辅酶A水平,并挽救受损的血管生成。这些发现表明ACLY是调控血管新生的潜在代谢酶,有望揭示代谢物与表观遗传交互调控血管新生的新范式,从而为血管新生相关疾病的药物研发提供新靶点。肺动脉高压(PH)是一种由多因素引发的异质性疾病,其病程进展的核心环节是内皮细胞功能障碍。ACLY作为生成乙酰辅酶A的关键酶,整合了代谢与表观遗传信号,但该酶在肺动脉内皮中的具体作用尚不明确。本研究在临床前PH模型及人类样本的肺内皮细胞中发现ACLY及其磷酸化活化形式(p-ACLY)均显著上调;通过构建内皮特异性Acly敲除小鼠并建立缺氧及Sugen/缺氧(SuHx)模型,证实内皮ACLY缺失可显著减轻PH所致右心室压力、减轻心室肥厚与血管重构,并抑制内皮细胞的增殖、迁移及炎症活化。机制上,多组学分析显示ACLY通过调控组蛋白H3K27ac水平,影响强效血管收缩因子及有丝分裂原EDN1的启动子活性;ACLY耗竭或抑制能降低内皮细胞中乙酰辅酶A水平、EDN1位点的H3K27ac修饰及EDN1表达。值得注意的是,在SuHx模型中运用ACLY抑制剂SB204990可逆转已形成的PH。综上,内皮ACLY通过耦联乙酰辅酶A代谢与H3K27ac依赖的EDN1转录,驱动内皮功能障碍及肺动脉高压的发展,表明其是PH潜在的创新治疗靶点。
半胱天冬酶Caspase-4/11通过抑制Dll4-Notch1信号通路促进血管新生的机制研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:祝国富
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依托单位:
国内基金
海外基金