VEGFR2依赖的VEGFR3表达经ATF6-GRP78轴调控CXCL1/2与CXCR2诱导视网膜病理性新生血管的机制研究

《Angiogenesis》:VEGFR2-dependent VEGFR3 expression leads to CXCL1/2 and CXCR2 induction in the development of retinal neovascularization

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月26日 来源:Angiogenesis 11.2

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  既往在增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)患者玻璃体样本中检测到白细胞介素-8(IL-8,亦称CXCL8)水平升高,但其在视网膜新生血管形成中的作用尚不明确。研究人员假设IL-8及其小鼠同源物CXCL1/2是氧诱导视网膜病变(OIR)驱动视网膜血管生成的关键介质。

  
既往在增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)患者玻璃体样本中检测到白细胞介素-8(IL-8,亦称CXCL8)水平升高,但其在视网膜新生血管形成中的作用尚不明确。研究人员假设IL-8及其小鼠同源物CXCL1/2是氧诱导视网膜病变(OIR)驱动视网膜血管生成的关键介质。结果表明,血管内皮生长因子A(VEGFA)在时间依赖模式下诱导小鼠视网膜微血管内皮细胞(MRMVECs)表达CXCL1/2及其受体CXCR2。重组CXCL1/2单独或联合应用均可诱导MRMVECs发生迁移、增殖、出芽与管状结构形成。中和CXCL1/2或CXCR2抗体可减弱CXCL1/2及VEGFA的促血管生成效应。与之一致,VEGFA在人视网膜微血管内皮细胞(HRMVECs)中诱导IL-8与CXCR2表达,中和IL-8或CXCR2抗体可抑制其促血管生成作用。体内实验中,OIR诱导小鼠视网膜CXCL1/2与CXCR2表达,其中和抗体可减轻视网膜新生血管。机制上,敲低激活转录因子6(ATF6)或葡萄糖调节蛋白78(GRP78)可消除VEGFA诱导的MRMVECs中CXCL1/2与CXCR2、HRMVECs中IL-8与CXCR2,以及体内OIR诱导的CXCL1/2与CXCR2表达。此外,沉默VEGFR2或VEGFR3可抑制VEGFA/OIR诱导的ATF6-GRP78激活及其下游CXCL1/2、IL-8和CXCR2表达。上述结果将IL-8鉴定为视网膜新生血管疾病的潜在治疗靶点。
研究背景与立项逻辑
病理性视网膜新生血管是增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)、早产儿视网膜病变(ROP)与年龄相关性黄斑变性(AMD)等致盲性缺血眼病的关键病理特征,表现为脆弱、渗漏的异常血管增生,可导致视网膜脱离、出血与纤维化。当前临床以抗血管内皮生长因子(VEGF)治疗为主,但存在应答不全、需反复玻璃体腔注射及影响正常血管稳态等局限。已有研究在PDR患者玻璃体中检出IL-8(CXCL8)升高,但其是否直接调控视网膜血管生成不清;小鼠缺乏IL-8,其功能性同源趋化因子为CXCL1/2,均通过CXCR2发挥作用。同时,内质网应激相关未折叠蛋白反应(UPR)中的ATF6-GRP78轴已被提示参与血管生成,且VEGFR2依赖的VEGFR3表达可激活该轴。本研究据此提出假设:VEGFA经VEGFR2/VEGFR3-ATF6-GRP78信号诱导ELR? CXC趋化因子(小鼠CXCL1/2、人类IL-8)及受体CXCR2,从而驱动病理性视网膜新生血管。论文发表于《Angiogenesis》。
主要技术方法概览
研究人员采用小鼠与原代人视网膜微血管内皮细胞(MRMVECs、HRMVECs)进行体外功能验证;通过小干扰RNA敲低VEGFR2、VEGFR3、ATF6、GRP78解析层级关系;利用Transwell迁移、EdU增殖、出芽与管形成实验评估血管生成表型;以中和抗体阻断CXCL1/2、IL-8与CXCR2功能;体内使用氧诱导视网膜病变(OIR)小鼠模型(新生小鼠高氧后返回常氧,样本取自术后不同时间点视网膜),结合玻璃体腔注射中和抗体、siRNA干预、免疫荧光(CD31/Ki67)与isolectin B4全视网膜铺片定量血管密度与无血管区。
研究结果浓缩
CXCL1/2介导VEGFA诱导的小鼠视网膜微血管内皮细胞血管生成事件
VEGFA时间依赖地上调MRMVECs中CXCL1/2;外源CXCL1/2促进迁移、增殖、出芽与成管,中和任一或联合阻断可削弱VEGFA效应,说明CXCL1/2是VEGFA下游必需效应分子。
VEGFR2和VEGFR3经ATF6-GRP78信号轴诱导CXCL1/2表达
VEGFA激活ATF6裂解与GRP78诱导;敲低ATF6或GRP78抑制CXCL1/2。沉默VEGFR2或VEGFR3均抑制ATF6-GRP78激活与趋化因子表达,且VEGFR2缺失取消VEGFR3诱导,确立VEGFR2→VEGFR3→ATF6-GRP78→CXCL1/2层级。
VEGFR2和VEGFR3经ATF6-GRP78轴导致IL-8诱导并介导人视网膜微血管内皮细胞血管生成
在HRMVECs中,VEGFA同样时间依赖诱导IL-8;IL-8促血管生成,其中和抗体抑制IL-8与VEGFA效应。ATF6/GRP78及VEGFR2/3缺失均阻断IL-8表达,证明跨物种保守的VEGFR2-VEGFR3-ATF6-GRP78-IL-8轴。
CXCR2介导小鼠/人视网膜微血管内皮细胞趋化因子与VEGFA诱导的血管生成应答
VEGFA诱导CXCR2而非CXCR1;中和CXCR2阻断CXCL1/2或IL-8及VEGFA驱动的迁移、增殖与成管。VEGFR2/3与ATF6/GRP78缺失均抑制CXCR2诱导,确认CXCR2为下游功能受体。
CXCL1/2-CXCR2轴驱动病理性视网膜新生血管
OIR体内视网膜ATF6活化、GRP78/CXCL1/2/CXCR2上调;敲低ATF6/GRP78或VEGFR2/3可抑制该程序。中和CXCL1/2或CXCR2减少内皮增殖、出芽、病理血管密度并增大无血管区,且不破坏生理血管,证明该轴选择性参与病理血管生成。
讨论与结论翻译
讨论指出,抗VEGF单药难以完全控制缺血视网膜病,需拓展替代靶点。本研究揭示ELR? CXC趋化因子(小鼠CXCL1/2、人IL-8)作为VEGFR2-VEGFR3-ATF6-GRP78轴下游介质,在VEGFA/OIR诱导视网膜新生血管中的核心作用;CXCL1/2-CXCR2可放大内皮迁移、增殖与出芽,并可能与炎症细胞互作及抗VEGF耐药相关。OIR中该轴源于内皮细胞,生理血管不受影响。
研究结论:VEGFR2依赖的VEGFR3表达激活ATF6-GRP78信号,进而诱导CXCL1/2(小鼠)或IL-8(人)及其受体CXCR2,构成VEGFA/OIR病理性视网膜新生血管的关键机制;IL-8/CXCL1/2-CXCR2可作为视网膜新生血管疾病的潜在治疗靶点。
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