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缺血缺氧是血管新生最重要的诱导因素之一,而治疗性血管新生对于组织修复、缺血性疾病如冠心病及肢端缺血等都是十分重要的。缺血缺氧最重要的诱导因子是血管内皮细胞生长因子(VEGF),内皮细胞中VEGF信号通路下游的研究已经比较清楚,但对直接与VEGF受体结合并作用的上游部分机制尚不清晰。进一步阐释VEGF信号通路对寻找相关疾病的治疗靶点有着重要的意义。 我们发现接头分子Grb2关联结合蛋白1(Gab1)在缺血缺氧和VEGF诱导的血管新生中起着十分重要的作用。在下肢缺血实验中,VEGF表达显著上调,而内皮Gab1特异性敲除小鼠(EGKO)表现出明显的血管新生障碍:通过激光多普勒血流量分析以及下肢血管造影发现EGKO鼠的侧支循环恢复明显减慢。新生鼠视网膜血管是由低氧引起的VEGF诱导的,EGKO乳鼠的视网膜血管新生明显滞后于对照鼠。使用含有VEGF的Matrigel植入小鼠皮下,发现EGKO小鼠在胶中诱导出的血管数量远远少于对照鼠。在VEGF诱导的血管的出芽、分支和管状形成作用上,从EGKO小鼠中分离的血管以及内皮细胞都远远弱于对照鼠分离的血管和细胞。在Gab1缺失的血管和细胞中,经VEGF刺激后,内皮细胞一氧化氮合成酶(eNOS)的活性远远降低。通过免疫印迹等生化方法对信号通路进行分析,我们首次发现内皮细胞中经VEGF刺激引起的Gab1-shp2-PKA-eNOS的信号通路在对血管新生起着关键作用。这条信号通路在人源分离的原代内皮细胞中也同样成立。 种种迹象表明,Gab1分子在炎症反应中也有一定的地位。内皮-白细胞粘附实验中,敲除Gab1基因的内皮细胞对多种炎症因子如细菌脂多糖(LPS)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等诱导的白细胞粘附反应减弱。但在体炎症实验——足垫肿胀模型中EGKO小鼠与对照鼠并没有表现出明显的差别。ELISA检测敲除Gab1的内皮细胞在vWF释放量上与对照细胞没有明显差别。但反转录PCR(RT-PCR)实验表明,敲除Gab1基因的内皮细胞在多种粘附分子的表达上都有下降,如细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)及单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等。 综上所述,本研究首次用在体实验证明了Gab1分子在血管新生VEGF信号通路中的重要作用;对Gab1分子在炎症反应中的地位做了初步的探索。VEGF即将作为治疗性血管新生药物进入临床,本研究对VEGF信号通路机制的深入研究取得了新的重大进展,为相关心血管系统疾病的治疗提供了新的思路。