G蛋白偶联受体激酶5在发育期的血管新生中的作用研究

论文摘要

G蛋白偶联受体（GPCR）是一类重要的细胞膜表面受体超家族,介导多种配体信号,包括激素、神经递质、气味及其它小分子,调节广泛的生理功能和药物作用,同时也是多种疾病临床治疗的靶点。G蛋白偶联受体激酶（G protein-coupled receptor kinases, GRKs）是调节GPCR的一类关键的丝/苏氨酸激酶。它能够特异性结合激活的受体,迅速磷酸化受体的胞内段,抑制受体的持续激活,介导受体内吞和脱敏。GRK有七种亚型（GRK1～7）,分为三个亚家族。以往的研究主要集中在GRK对分化、发育成熟的机体、组织的调节功能上,GRK在发育过程中的作用还研究得较少。血管新生是发育过程中重要的事件,受一系列促血管生成和抗血管生成因子的复杂的调控。血管新生紧密地受控于一种刺激血管生长和抑制血管生长信号的生理平衡。一旦打破这个平衡,将会引起血管发育的异常以及一些疾病的发生。GRK5广泛分布于全身多种器官,高表达于心脏和肺,在心肌细胞和血管内皮细胞均有表达。本研究以小鼠为模型,结合细胞表型,探讨了GRK5对发育期的血管新生的影响。我们的研究发现：1.在胚胎期血管新生最为活跃的8.5到10.5天,GRK5缺失导致了小鼠胚胎血管发育的迟滞。在E8.5天,GRK5-/-小鼠胚胎的脊柱间血管（ISV）从背侧主动脉（DA）上长出的表型概率只有不到20%,而几乎80%的WT小鼠胚胎正常发育出ISV。在E9.5天,GRK54-小鼠胚胎头部血管仍然停留在原始简单的血管丛,并且躯干部脊柱间血管（ISV）的长度以及ISV互相吻合的初级毛细血管丛（PP）的厚度则仍然小于野生型,提示GRK5可能参与调控胚胎期的血管新生。2.我们进一步研究了出生后小鼠视网膜的血管新生情况,发现在出生后第六天小鼠的视网膜血管中,血管覆盖的面积、血管分支点的数目,血管前端的顶端细胞的数目,丝状伪足的数目,GRK5-/-小鼠与WT小鼠相比是明显减少的。在出生后第九天深层血管的新生中,GRK5/小鼠血管覆盖的面积也是明显少于WT小鼠的。这些现象说明,GRK5的缺失抑制了出生后视网膜的血管新生。3.为了进一步确认GRK5在发育期血管新生中的作用,我们通过眼内注射siRNA的方式干扰GRK5的表达,来观测GRK5对视网膜血管新生的影响。我们发现,在出生后六天时干扰视网膜GRK5的表达后,深层的血管新生受到抑制,血管覆盖的面积明显少于对照组,而表层已发育完全的血管则不受影响。4.我们通过内皮细胞成管实验进一步在体外验证了GRK5对血管新生的影响,发现表达对照干扰质粒的原代人脐静脉内皮细胞能形成网状完整的管状样结构,而且管状结构的分支点很多,而表达GRK5干扰质粒的内皮细胞呈散在分布,几乎不能形成管状结构,分支点也很少。表明GRK5对于血管内皮细胞的成管能力是必需的。综上,我们通过整体动物水平和细胞水平首次发现了GRK5参与调控发育期的血管新生。这项发现对于胚胎期安全用药,防止胚胎发育异常有重大的指导意义,并且对于GRK5在病理性血管新生中的作用有重要的提示意义。此外,在一些临床疾病如糖尿病视网膜病变、黄斑水肿、心脏疾病、类风湿性关节炎和肿瘤的治疗中,GRK5也可能成为一个潜在的治疗靶点,为疾病的治疗提供一种新颖的治疗方式。

论文目录

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