内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响:生物信息学分析和实验验证

背景:血管新生是心血管疾病的主要干预靶点,骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,但内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的调控作用不清楚。目的:探讨内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响。方法:(1)生物信息学分析:通过Panglao DB公共基因表达数据库单细胞转录组荟萃分析观察骨形态发生蛋白2细胞群表达丰度和定位。血管新生小鼠和内皮(心内膜)过表达骨形态发生蛋白2小鼠转录组测序数据集探索内皮细胞骨形态发生蛋白2对血管新生信号通路的调控作用。(2)体内实验验证:建立小鼠后肢缺血模型,对比模型小鼠患侧与健侧缺血后肢7,14和21 d血流灌注情况,免疫荧光和免疫组织化学染色评估小鼠骨形态发生蛋白2和CD31的表达定位情况。(3)体外实验验证:体外培养人脐静脉内皮细胞,分为对照组、缺氧组和骨形态发生蛋白2抑制剂(Noggin蛋白)干预组,培养24 h,观察各组内皮细胞血管新生情况。结果与结论:(1)内皮细胞是表达骨形态发生蛋白2的重要细胞亚群,在血管新生内皮细胞和骨形态发生蛋白2过表达内皮细胞转录组再分析均发现骨形态发生蛋白2表达明显升高,血管新生通路明显激活。(2)缺血7 d小鼠新生血管周围骨形态发生蛋白2阳性血管明显增加(P<0.05),缺血2周骨形态发生蛋白2阳性血管明显减少(P<0.001)。(3)体外培养人脐静脉内皮细胞,缺氧干预后,内皮细胞迁移能力和血管出芽明显增加,血管新生因子血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达明显升高,Noggin明显减少了缺氧诱导的内皮细胞血管新生(P<0.001),并下调血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达(P<0.01)。(4)结果证实,内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,靶向性内皮细胞骨形态发生蛋白2可望改善血管新生。

大蒜素调控VEGF/MAPK/ERK通路对缺血性脑卒中大鼠血管新生和神经保护的机制研究

目的:探讨大蒜素对缺血性脑卒中(IS)大鼠血管新生和神经保护的影响以及对血管内皮生长因子(VEGF)/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/细胞外信号调节激酶(ERK)信号通路的调控机制。方法:将90只无特定病原体(SPF)级SD雄性大鼠随机分为假手术组、模型组、阳性对照组(12 mg/kg尼莫地平)、大蒜素低剂量组(大蒜素25 mg/kg)、大蒜素高剂量组(大蒜素50 mg/kg)、大蒜素高剂量+VEGF抑制剂组[50 mg/kg大蒜素+5 mg/kg贝伐单抗(Bmab)组],每组15只。Morris水迷宫检测各组大鼠认知功能;2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色检测脑梗死面积;苏木精-伊红(HE)染色观察海马组织病理形态;酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)水平;免疫组化法检测海马组织中血小板-内皮细胞黏附分子(CD31)蛋白表达和微血管密度(MVD);蛋白免疫印迹(Western Blot)法检测海马组织中血管生成素-1(Ang-1)、VEGF、ERK1/2、磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)蛋白的表达。结果:与假手术组相比,模型组大鼠海马组织结构紊乱,细胞间隙变大,逃避潜伏期、脑梗死面积、TNF-α、IL-1β水平升高(P<0.05),穿越平台次数、NGF、BDNF水平、CD31阳性细胞数量、MVD、Ang-1、VEGF蛋白表达及p-ERK1/2/ERK1/2降低(P<0.05)。与模型组相比,阳性对照组、大蒜素高剂量组、大蒜素低剂量组大鼠海马组织形态恢复,细胞间隙缩小,逃避潜伏期、脑梗死面积、TNF-α、IL-1β水平降低(P<0.05),穿越平台次数、NGF、BDNF水平、CD31阳性细胞数量、MVD、Ang-1、VEGF蛋白表达及p-ERK1/2/ERK1/2增加(P<0.05)。大蒜素高剂量+Bmab可抑制大蒜素作用,与大蒜素高剂量作用相反。结论:大蒜素可能通过激活VEGF/MAPK/ERK通路促进缺血性脑卒中大鼠的血管新生,从而发挥神经保护作用。

胎盘植入孕妇子宫动脉血流动力学参数与血管新生的关系及其相关指标诊断价值

目的 探究胎盘植入孕妇子宫动脉血流动力学参数与血管新生的关系及其相关指标的诊断价值。方法 收集2016年1月至2021年4月于丹阳市人民医院常规超声检查疑似胎盘植入的125例孕妇的临床资料,根据产后最终临床诊断及病理诊断结果分为观察组(n=35,胎盘植入)与对照组(n=90,非胎盘植入)。比较两组孕妇的临床特征、子宫动脉血流动力学参数[子宫动脉搏动指数(PI)、阻力指数(RI)、收缩期峰值血流速度与舒张末期血流速度的比值(S/D)]及血管新生指标[可溶性血管内皮生长因子受体-1(sFlt-1)、血管内皮生长因子(VEGF)]。分析子宫动脉血流动力学参数、血管新生指标与胎盘植入的关系,子宫动脉血流动力学参数对胎盘植入的诊断价值,以及子宫动脉血流动力学参数与血管新生指标的相关性。结果 观察组孕妇的流产次数、剖宫产次数均明显多于对照组孕妇,PI、RI及sFlt-1水平均明显低于对照组孕妇,S/D、VEGF水平均明显高于对照组孕妇,差异均有统计学意义(P<0.01)。多因素分析结果显示,调整混杂因素流产次数、剖宫产次数后,PI、RI、S/D、VEGF、sFlt-1均仍为胎盘植入的独立影响因素(P<0.05)。受试者工作特征(ROC)曲线分析结果显示,PI、RI、S/D、VEGF、sFlt-1诊断胎盘植入的曲线下面积(AUC)分别为0.716、0.717、0.626、0.797、0.793,各指标联合诊断胎盘植入的AUC为0.870。胎盘植入孕妇子宫动脉血流动力学参数PI、RI与VEGF呈负相关,与sFlt-1呈正相关(P<0.05);S/D与VEGF呈正相关,与sFlt-1呈负相关(P<0.05)。结论 胎盘植入孕妇彩色多普勒超声下的子宫动脉血流动力学参数与血管新生具有明显相关性,且临床监测子宫动脉血流动力学参数、血管新生指标对胎盘植入的诊断具有积极意义。

肿瘤内皮标记物1通过丝裂原活化蛋白激酶途径介导内皮细胞对血管新生及对心力衰竭心肌重塑

目的 基于肿瘤内皮标记物1(TEM1)介导的丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)途径,探讨内皮细胞对血管新生及对心力衰竭心肌重塑的作用。方法 将小鼠随机分成4组,包括假手术组、MI组、MI+sh-NC组和MI+sh-TEM1组。在心肌梗死(MI)后第7天通过免疫荧光染色检测梗死边缘区EndMT的变化,第28天通过超声心动图评估小鼠的心脏功能。小鼠主动脉内皮细胞(MAECs)分为3组:对照组、Vector组和rTEM1组。此外,用MAPK抑制剂SB203580预处理MAECs,用rTEM1处理细胞48 h。通过Western blot评估内皮细胞中EndMT和MAPKs信号通路的变化。结果 在梗死边缘区的心肌中,TEM1水平在MI后第1天轻微增加,在第7天显著达到峰值,然后在第28天降低。与Vector组相比,rTEM1组MAECs中VE-Cadherin蛋白表达显著下降(P <0.05),和α-SMA、波形蛋白蛋白水平、相对迁移距离、侵袭细胞数和形成分支数量显著增加(P <0.05)。SB203580逆转了由rTEM1诱导MAECs的这些变化。与MI组相比,MI+sh-TEM1组中的CD31+Vimentin+共染色水平显著降低(P <0.01)。在第28天,MI+sh-TEM1组小鼠的LVEF和LVFS均较MI组显著增强(P <0.05)。与MI组相比,MI+sh-TEM1组小鼠的内皮细胞中p-P38/P38和p-JNK/JNK蛋白表达降低。结论 TEM1诱导的EndMT和血管生成参与了MI诱导心肌重塑的发病机制,其作用机制与MAPKs信号通路激活有关。

血府逐瘀汤对冠心病心血瘀阻证模型大鼠血管新生因子的影响

目的研究血府逐瘀汤对冠心病心血瘀阻证模型大鼠血管新生因子的影响,揭示疗效机制。方法将SD大鼠随机分为正常组、假手术组、模型组、血府逐瘀汤组(14.04 g·kg^(-1))、曲美他嗪组(5.4 mg·kg^(-1)),采用冠状动脉左前降支结扎法制备模型,假手术组只穿线不结扎,造模成功后进行药物干预,给药14d。给药结束后,心电图检测大鼠心率及ST段变化,心脏彩超检测大鼠心功能,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清一氧化氮(NO)、内皮素-1(ET-1)、前列环素(PGI2)含量表达,HE和Masson染色观察心肌组织病理变化,免疫组化法(IHC)检测心肌组织中缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子A(VEGF-A)、血管内皮细胞生长因子受体2(VEGFR-2)的蛋白表达水平。结果与正常组、假手术组比较,模型组大鼠心电图心率、ST段明显升高(P<0.01);LVEF、LVFS明显下降(P<0.01),LVIDd、LVIDs明显升高(P<0.01);血清NO、PGI2含量明显下降(P<0.01),ET-1含量明显升高(P<0.01);心肌组织病理形态学显示心肌细胞排列紊乱、炎症细胞浸润、组织细胞坏死,胶原纤维明显增多;心肌组织HIF-1α、VEGF-A、VEGFR-2蛋白表达升高(P<0.01)。与模型组比较,血府逐瘀汤组大鼠心电图心率、ST段明显下降(P<0.01);LVIDd、LVIDs明显下降(P<0.01),LVEF、LVFS明显升高(P<0.01);血清NO、PGI2含量明显上升(P<0.01),ET-1含量明显下降(P<0.01);心肌组织病理形态学显示排列较整齐,细胞炎症浸润、肿胀、坏死减少,胶原纤维明显减少;心肌组织HIF-1α、VEGF-A、VEGFR-2蛋白表达进一步升高(P<0.01)。结论血府逐瘀汤能够有效改善冠心病心血瘀阻证模型大鼠的心肌损伤,调节血管内皮功能,促进血管新生,其作用机制与促进心肌组织HIF-1α、VEGF-A、VEGFR-2蛋白表达有关。

丹参、红花及其配伍调控缺血性卒中后血管新生相关信号通路的研究进展

缺血性卒中属于临床常见的中枢神经损伤,具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点。血管新生是脑组织神经功能的重要结构基础,亦是缺血性卒中发生发展的关键作用机制。近年来,血管新生作用机制的相关信号通路研究成为目前缺血性脑病的相关重点研究课题。以往研究表明,中药丹参、红花及其配伍对调控缺血性卒中后的血管新生机制具有多组分、多靶点、多通路、多环节等作用特点,且取得一定成果。本文着重梳理近10年的研究文献,以血管新生相关信号通路为切入点,针对中药丹参、红花及其配伍调控缺血性卒中作用机制研究进行综述,以期为后续中医药防治缺血性脑病的作用分子机制研究及临床合理用药提供新思路、新方法。

姜黄素通过激活Smad1/5-Smad4-β-catenin信号通路调控孤核受体4A1在易损斑块血管新生中的作用

目的:探究姜黄素激活Smad1/5-Smad4-β-catenin信号通路调控孤核受体4A1(NR4A1)在易损斑块血管新生中的作用。方法:体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),将HUVEC分为模型组、Si-NR4A1组(NR4A1-/-HUVEC组)、姜黄素组(给予姜黄素20μg/mL干预处理),每组各10孔。在TNF-ɑ或氧化低密度脂蛋白(oxLDL)+BMP-9的刺激下行内皮细胞增殖、迁移、Matrigel基质胶管腔形成实验,并采用Matrigel基质胶法检测细胞管腔形成能力,用ELISA法检测细胞上清液炎症因子,用Transwell法检测各组迁移能力,使用Western blot法检测Smad1/5、Smad4、β-catenin的表达水平。结果:RT-qPCR结果显示,各组NR4A1表达水平比较:姜黄素组<Si-NR4A1组<模型组(P<0.05);各组细胞迁移率、细胞迁移面积、细胞管腔形成能力、细胞增殖能力比较:姜黄素组<Si-NR4A1组<模型组(P<0.05);与Si-NR4A1组及模型组相比,姜黄素组肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、内皮素1(ET-1)、白细胞介素12(IL-12)水平下降(P<0.05);各组细胞的Smad1、Smad5、Smad4的蛋白表达水平比较:姜黄素组>Si-NR4A1组>模型组(P<0.05)。各组细胞的β-catenin蛋白表达水平比较:姜黄素组<Si-NR4A1组<模型组(P<0.05)。结论:姜黄素具有抑制细胞迁移与增殖等作用,并对内皮细胞功能起保护作用,其可能与通过NR4A1激活Smad1/5-Smad4-β-catenin表达有关。

骨增量材料中血管新生性能的作用及认识

骨增量是种植治疗中解决骨量不足状况的必要手段,骨增量成功的关键之一是植入的骨增量材料应能发生血管新生,形成与宿主组织有效血氧交换的网络。本文就骨增量材料的血管新生作用研究进展进行阐述,为促进骨增量材料的研发及其临床转化提供建议和参考。

活血荣络方对急性缺血性卒中患者血管新生及脑血流灌注的影响

目的探讨活血荣络方对阴虚血瘀型急性缺血性卒中患者血管新生及脑血流灌注的影响。方法选择2023年1—12月在湖南中医药大学第一附属医院治疗的阴虚血瘀型急性缺血性卒中患者110例,采用随机数字表法分为2组各55例。对照组(脱落4例)给予西医规范治疗,观察组(脱落5例)在对照组治疗基础上给予活血荣络方治疗,2组疗程均为14 d。比较2组治疗前后中医证候评分、神经功能缺损程度NIHSS评分、日常生活能力ADL评分、血清血管新生指标[外周血血管内皮生长因子(VEGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)]水平、脑血流灌注情况[大脑前动脉(ACA)、中动脉(MCA)、后动脉(PCA)的平均血流速度]及治疗14 d后的临床疗效、治疗过程中不良反应发生情况。结果治疗后2组中医证候积分、NIHSS评分均明显低于治疗前(P均<0.05),ADL评分及血清VEGF、BDNF、IGF-1水平均明显高于治疗前(P均<0.05),各动脉平均血流速度均明显快于治疗前(P均<0.05);治疗后观察组中医证候积分、NIHSS评分均明显低于对照组(P均<0.05),ADL评分及血清VEGF、BDNF、IGF-1水平均明显高于对照组(P均<0.05),各动脉平均血流速度均明显快于对照组(P均<0.05)。治疗后观察组总有效率明显高于对照组[96.0%(48/50)比82.4%(42/51),P<0.05]。治疗过程中对照组和观察组不良反应发生率比较差异无统计学意义[3.9%(2/51)比6.0%(3/50),P>0.05]。结论联合活血荣络方治疗阴虚血瘀型急性缺血性卒中疗效优于常规治疗,可明显改善临床症状,促进VEGF、BDNF、IGF-1分泌以利于血管新生,改善脑血流灌注,促进缺损神经功能恢复,从而提高日常生活能力。

血管新生与缺血性卒中患者侧支循环建立的研究进展

缺血性卒中是严重危害人类健康的常见疾病之一,具有高发病率、死亡率及致残率。侧支循环的建立可以增加缺血区脑组织血容量及促进神经功能恢复。近年研究发现,血管新生在缺血性卒中的发生发展中具有重要意义。本文主要从血管新生对缺血区脑组织侧支循环建立的调节机制进行综述,旨在为缺血性卒中的治疗及预后提供帮助。

脑组织GDF-15水平与脑梗死大鼠血管新生以及Th1/Th2免疫平衡轴的关系

目的:探讨脑组织GDF-15水平与脑梗死大鼠血管新生以及Th1/Th2免疫平衡轴的关系。方法:45只雄性SD大鼠随机分为脑梗死模型组、假手术组以及正常对照组,15只/组。模型组采用线栓法建立脑梗死模型,假手术组仅暴露颈内动脉后直接缝合皮肤,建模成功后1周评估大鼠改良神经功能缺损(mNSS)评分。采用HE染色检测脑组织病理学变化情况,Western blot法检测大鼠脑组织中组织生长分化因子-15(GDF-15)蛋白水平,RTPCR测定脑组织中GDF-15 mRNA水平。采用ELISA法检测脑组织INF-γ、IL-4表达情况,采用Spearman相关性分析大鼠脑组织中GDF-15蛋白、mRNA表达水平分别与mNSS评分、微血管密度(MVD)、INF-γ/IL-4水平之间的相关性。结果:模型组大鼠mNSS评分明显高于假手术组和正常对照组(P<0.001),模型组脑梗死面积比为(24.45±4.15)%,假手术组和正常对照组未发现脑梗死区域。模型组大鼠脑组织GDF-15蛋白、mRNA、MVD、INF-γ/IL-4水平均明显高于假手术组和正常对照组(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,模型组大鼠脑组织中GDF-15蛋白、mRNA表达水平分别与mNSS评分、MVD、INF-γ/IL-4水平呈正相关关系(P<0.001)。结论:脑梗死大鼠脑组织中GDF-15处于高表达状态,且与神经功能密切关联,其作用机制可能与血管新生以及调控Th1/Th2免疫平衡轴有关。

从气虚血瘀与血管新生相关性论治特发性肺纤维化

特发性肺纤维化是一种原因不明的慢性进行性肺部疾病。结合现代实验研究,认为气虚血瘀引起的肺部血管新生是特发性肺纤维化的重要病机之一。血管过度新生责之于促/抑血管生成因子的失衡。促血管生成因子过度表达可产生大量无效血管腔,加速蛋白沉积与纤维增生,导致肺脏有效血容量减少,可归因于瘀血阻肺而造成的肺络痹阻不通;抑血管生成因子表达能够抵抗各类因子侵袭对病理性血管的催生作用,可类比于肺气保护卫外之功能。当气虚血瘀存在时,易导致促/抑血管生成系统失常,诱发及加重特发性肺纤维化。基于此理论临床选用补气活血类中药治疗特发性肺纤维化。

基于阴阳自和理论探讨血管新生调控机制在血管性疾病中的作用

从阴阳的角度观察血管生成与阴阳自和之间的关系,以血管新生的生理机制为切入点,探讨血管新生的调控机制在不同血管相关性疾病中的作用,从动态视角解读血管新生与阴阳自和之间的关系。在生理情况下,血管新生与阴阳自和具有较高的相似性;在病理情况下,机体内阴阳未达到平衡状态,阴盛阳衰或阴虚阳亢均会导致内蓄成邪,血管生成情况与之相同,促血管新生与抑制血管新生作用的增强与减弱,均能影响机体内血管生成水平。

miR-802靶向调控PI3K/Akt信号通路促进肝细胞癌血管新生的机制研究

目的 探究miR-802在肝细胞癌(HCC)细胞中的表达及其对肿瘤血管新生的影响及作用机制。方法 通过转染miR-802 agomir、miR-802 antagomir上调或抑制人HCC细胞系SMMC-7721中mi R-802的表达水平。将SMMC-7721细胞分为NC组(正常培养细胞)、miR-802 agomir组(转染mi R-802 agomir)和miR-802antagomir组(转染miR-802 antagomir)。采用小管形成实验和Transwell实验检测过表达miR-802的SMMC-7721细胞上清液对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)成管能力及迁移能力的影响。采用蛋白质印迹法检测mi R-802 agomir组中磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、磷酸化PI3K(p-PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化Akt(p-Akt)、血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平。采用免疫荧光实验检测过表达miR-802对VEGF生成的影响。结果 与NC组相比,mi R-802 agomir组HUVEC细胞的成管能力及迁移能力均显著增强,miR-802 antagomir组HUVEC细胞的成管能力及迁移能力均显著降低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。与NC组相比,miR-802 agomir组SMMC-7721细胞中VEGF生成量增加,p-PI3K、p-Akt、Akt蛋白表达水平均显著升高,差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论 miR-802可通过调控PI3K/Akt信号通路促进VEGF的释放,参与血管新生,从而促进HCC的发生和进展。

血管新生研究进展

就血管新生的生理过程、病理变化以及治疗性血管新生的诱导等方面的研究进展进行综述,可管窥本领域研究的基本现状及发展趋势。

椎间盘退变过程中血管新生的研究进展

在椎间盘退行性病变的过程中往往伴随着微血管的长入,而微血管的长入又对退变的椎间盘有着多种作用,目前越来越多的研究关注到椎间盘内的新生血管。本文就近年来有关椎间盘内血管新生的诱导因素、新生血管的临床意义以及血管新生的客观评价方法的研究进行综述。

可控塑性水凝胶调控内皮细胞的血管新生和血管再生

目的在血管新生和血管再生中,内皮细胞(EC)的生长始于对周围基质的重塑,随后通过细胞之间的相互作用形成血管结构。基质的力学可塑性,即受外部牵引力而永久变形的能力,在调节细胞行为方面起着关键作用。然而,基质可塑性对EC生长过程中的细胞间相互作用的影响,以及所涉及的分子途径仍有待阐明。方法通过使用动态和共价网络的复合策略开发了塑性可单独调控的胶原-透明质酸水凝胶平台并构建体外血管新生和再生的模型,阐明基质塑性调控内皮细胞行为的规律和机制。结果体外血管生成实验表明,尽管水凝胶的可塑性增加有利于EC的基质重塑,但最大的管腔和最长的侵袭距离意外地出现在具有中等可塑性的水凝胶中,而不是最高可塑性的水凝胶。基于上述实验现象,揭示了其力学响应机制。高可塑性的水凝胶促进单个细胞产生整合素簇和与基质稳定连接的黏着斑,释放细胞收缩力进而促进血管自组装。然而,过度增强的收缩力降低了血管内皮细胞钙黏蛋白(VE-CAD)的表达,破坏了血管再生中ECs之间的黏附连接。此外,数理模拟和体内血管再生试验进一步验证了本结果。结论基质可塑性的平衡有利于细胞与基质的结合和细胞与细胞之间的黏附,从而促进血管的组装和侵入。

赤芍通过PGC-1α/Nrf2对人脐静脉内皮细胞促血管新生作用研究

目的 探讨赤芍对人脐静脉内皮细胞氧糖剥夺再灌注损伤后促血管新生的作用机制。方法 将人脐静脉内皮细胞随机分为空白对照组、模型组、赤芍含药血清组,采用氧糖剥夺再灌注损伤模型,分析人脐静脉内皮细胞缺血缺氧损伤后,赤芍对细胞增殖、迁移、成管能力、Nrf2、PGC-1α蛋白表达以及凋亡情况。结果 与模型组比较,赤芍含药血清组促进人脐静脉内皮细胞增殖、提高细胞粘附率、迁移率、成管能力、促进Nrf2、PGC-1α蛋白表达、抑制细胞凋亡(P<0.05)。结论 赤芍通过PGC-1α/Nrf2信号通路促进人脐静脉内皮细胞缺血缺氧损伤后的血管新生作用。