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.2018年9月18日;7(18):e007601。
doi:10.1161/JAHA.117.007601。

VEGF介导的Flk-1信号传导的破坏导致心肌梗死期间血管健康和心功能的逐渐丧失:Pellino-1的潜在治疗

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VEGF介导的Flk-1信号传导的破坏导致心肌梗死期间血管健康和心功能的逐渐丧失:Pellino-1的潜在治疗

马赫什·蒂鲁纳武卡拉苏等。 J Am心脏协会. .

摘要

背景本研究表明,泛素E3连接酶Pellin-1(Peli1)是一种重要的血管生成分子,受血管内皮生长因子(VEGF)受体2/Flk-1控制。我们以前曾报道过携带Peli1(Ad-Peli1)基因的腺病毒治疗Flk-1增加缺血性皮瓣组织的存活率+/-老鼠。方法和结果两个单独的实验组小鼠分别遭受心肌梗死(MI),然后立即心肌内注射携带LacZ的腺病毒(Ad-LacZ)(1×109pfu)或Ad-Peli1(1×109pfu)。采集心脏组织进行分析。与野生型(WTMI)小鼠相比,分析显示Peli1、磷酸化(p-)Flk-1、p-Akt、p-eNOS、p-MK 2、p-IκBα和NF-κB的表达降低,Flk-1的血管密度降低+/-MI小鼠(Flk-1+/-MI)。诱导MI后用Ad-Peli1治疗的小鼠(CD1)显示,与Ad-LacZ治疗组相比,β-catenin转位到细胞核、连接蛋白43表达增加,Akt、eNOS、MK 2和IκBα磷酸化增加,随后血管密度增加。术后30天进行的超声心动图显示Flk1功能下降+/-MI组与经Ad-Peli1基因治疗恢复的WTMI进行比较。此外,Ad-Peli1治疗可刺激CD1和Flk-1的血管生成和动脉生成反应+/-MI后的小鼠。Ad-Peli1治疗减轻Flk-1心肌纤维化+/-MI小鼠。Ad-Peli1治疗后,在患有心肌梗死的CD1小鼠中也观察到类似的阳性结果。结论我们的研究结果首次表明,Peli1在挽救受损的侧支血管形成、减少纤维化和改善心肌功能方面发挥着独特的作用,从而为人类修复MI后受损心脏提供了临床潜力。

关键词:腺病毒;动物模型;基因治疗;遗传学;心肌梗死;心肌血运重建。

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数字

图1
图1
Flk‐1抑制减少Flk­1、Akt、,电子NOS,迈克科尔斯2,IκBα,和法国试验标准诱导后的κB活性医疗保险.A,p‐Flk‐1的Western blot分析,(B)p‐Akt,(C)p-电子NOS,(D)p‐迈克科尔斯和(E)p‐IκBα蛋白WTS(WTS),WTMI公司和Flk‐1+/− 医疗保险组(术后24小时)。从F到J,条形图表示(F)p‐Flk‐1,(G)p‐Akt,(H)p‐电子NOS,(I)p‐迈克科尔斯和(J)p‐IκBα水平归一化为各自的总蛋白水平。福克斯-1+/− 医疗保险该组显示p-Flk‐1、p-Akt、p-电子NOS,第页迈克科尔斯2和p‐IκBα表达与WTMI公司组。数值为平均值±SEM(n=3/组)(*P(P)<0.05, **P(P)<0.01). K、 电泳迁移率变化分析法国试验标准κB激活(手术后8小时)。法国试验标准在Flk‐1中κB活性降低+/− 医疗保险组与WTMI公司组。法兰‐1+/− 医疗保险表示Flk‐1+/−小鼠受到医疗保险医疗保险心肌梗死;p‐,磷酸化;个人电脑,缺血预处理;重量,野生型;负号(−)表示阴性对照;WTMI公司,重量小鼠受到医疗保险WTS(WTS),重量接受假手术的小鼠。
图2
图2
Flk‐1抑制导致血管密度和心脏功能降低,同时心肌纤维化加剧。A、 的代表性图像光盘31染色检测不同实验组(术后7天)的毛细血管密度。B、 条形图表示毛细管密度的定量分析,单位为计数/mm2.法兰‐1+/−与对照组相比,小鼠的毛细血管密度降低重量假手术组和医疗保险组。条形图中的值表示中值和IQR公司,(n=4-6/组)(*P(P)<0.05, **P(P)<0.01). C和D,条形图表示(C)小动脉和(D)中等大小小动脉的密度,单位为计数/mm2(手术后30天)。Flk‐1小动脉密度降低+/− 医疗保险组与WTMI公司组。数值为平均值±SEM(n=6/组)(*P(P)<0.05, **P(P)<0.01, ***P(P)<0.001). E、 不同实验组超声心动图分析的典型M型图。F和G,通过超声心动图分析测量心功能。条形图表示(F)EF公司和(G)可行性研究测量(手术后30天)。心功能测量表明EF公司可行性研究Flk‐1下降+/− 医疗保险小鼠与WTMI公司。假手术组之间在这两个方面都没有差异EF公司可行性研究测量值。条形图中的值表示中值和IQR公司,(n=6‐10/组)(**P(P)<0.01, ***P(P)<0.001). H、 不同实验组的PicroSirius Red染色显示的典型纤维化图片。一、 心肌纤维化定量分析(术后30天)。福克斯-1+/− 医疗保险WTMI公司组。条形图中的值表示中值和IQR公司(n=4-9/组)(**P(P)<0.01, ***P(P)<0.001).EF公司表示射血分数;法兰‐1+/− 医疗保险,法兰‐1+/−小鼠受到医疗保险; 法兰‐1+/−S、 法兰‐1+/−假手术小鼠;可行性研究,分数缩短;IQR公司,四分位间距;医疗保险心肌梗死;S、 假手术;SEM,平均值标准误差;重量,野生型;WTMI公司,重量小鼠受到医疗保险WTS(WTS),重量接受假手术的小鼠。
图3
图3
在Flk‐1中Peli1减少+/− 医疗保险老鼠。A、 条形图显示信使核糖核酸Peli1在中的表达WTMI公司和Flk‐1+/− 医疗保险小鼠(n=5-7/组)(手术后8小时)。B、 Peli1和GAPDH公司蛋白质WTMI公司和Flk‐1+/− 医疗保险组(术后4天)。C、 条形图表示标准化为GAPDH公司.Flk‐1型+/− 医疗保险WTMI公司(n=3/组)(*P(P)<0.05). D、 典型的Western blot图片显示了正常健康心脏和假手术后对照心脏中Peli1的表达医疗保险手术(术后4天)(n=3/组)。E、 代表性蛋白质印迹显示Peli1在C.si中的表达核糖核酸和Peli1.si核糖核酸‐经过处理HUVEC公司s(n=3/组)。通过L,Peli1敲除抑制试管形成、细胞增殖和迁移。F和G,HUVEC用C.Si处理核糖核酸或Peli1.si核糖核酸,后面是血管内皮生长因子并进行试管形成分析。G、 条形图表示不同治疗组的分支点总数。C.si公司核糖核酸+血管内皮生长因子与C.si相比,治疗组的分支点数增加核糖核酸单独组,而Peli1.si核糖核酸+血管内皮生长因子与两种C.si相比,治疗组的分支点数减少核糖核酸单独和C.si核糖核酸+血管内皮生长因子治疗组(n=3/组)(**P(P)<0.01, ***P(P)<0.001). H和I,HUVEC公司经C.si处理核糖核酸或Peli1.si核糖核酸然后进行H/R处理,并进行试管形成分析。一、 条形图表示不同治疗组的分支点总数(n=3/组)(**P(P)<0.01, ***P(P)<0.001). C.si公司核糖核酸+与C.si相比,H/R治疗组的分支点数增加核糖核酸而Peli1.si核糖核酸+与C.si相比,H/R治疗组的分支点数减少核糖核酸+H/R.J,条形图,表示播种后0、24和48小时的细胞增殖(n=6/组)。K、 不同治疗组在治疗后0小时和36小时的典型伤口闭合照片。L、 条形图表示不同治疗组损伤后3、6、12、24和36小时细胞伤口闭合的百分比。C.si公司核糖核酸+H/R组与C.si组相比,细胞增殖和伤口闭合增加核糖核酸组,而Peli1.si核糖核酸+H/R组与C.si组相比,细胞增殖和伤口闭合减少核糖核酸+H/R组。数值为平均值±SEM*P(P)与C.si相比<0.05核糖核酸组;# P(P)与C.si相比<0.05核糖核酸+H/R组。C.si公司核糖核酸指示控制si核糖核酸治疗组;CMI公司,控制医疗保险反恐精英,控制假手术;法兰‐1+/− 医疗保险,法兰‐1+/−小鼠受到医疗保险GAPDH公司,甘油醛3-磷酸脱氢酶;H/R,缺氧/复氧;HUVEC公司人脐静脉内皮细胞;医疗保险心肌梗死;Peli1,Pellino‐1;贝利1.si核糖核酸,Peli1 si核糖核酸治疗组;血管内皮生长因子血管内皮生长因子;重量,野生型;WTMI公司,重量MI小鼠。
图4
图4
转染效率。A、 通过Western blot分析,条形图显示注射后4天(n=3/组)对照心脏组织中Ad‐LacZ和Ad-Peli1的表达。B、 4天后Peli1表达的代表性Western blot分析医疗保险在里面光盘1只小鼠。C、 条形图表示标准化为的Peli1表达式GAPDH公司(n=3/组)。Peli1过度表达增加了Akt的磷酸化,电子NOS,迈克科尔斯2和IκBα医疗保险.D,p‐Akt和Akt的Western blot分析(24小时后医疗保险). E、 条形图表示标准化为总Akt水平的p‐Akt水平(n=3/组)。F、 蛋白质印迹分析电子NOS电子NOS(24小时后医疗保险). G、 条形图表示p‐电子NOS水平归一化为总p‐电子NOS水平(n=4-6/组)。H、 蛋白质印迹分析迈克科尔斯2和迈克科尔斯2(24小时后医疗保险). 一、 条形图表示p‐迈克科尔斯2个级别归一化为总计迈克科尔斯2级(n=3/组)。J、 p‐IκBα和IκAα的Western blot分析(24小时后医疗保险). K、 条形图表示归一化为总IκBα水平的p‐IκAα水平(n=3/组)。24小时后,细胞溶质(L)和核(N)部分β-catenin表达的L到O,Western blot分析医疗保险.M,条形图表示标准化为GAPDH公司水平(n=5-7/组)。O、 条形图表示归一化为组蛋白H3水平的β-catenin水平。广告贝利1医疗保险这组患者的p‐Akt、p‐电子NOS,第页迈克科尔斯2、p‐IκBα和β-catenin易位与Ad-Lac的比较ZMI公司组。数值为平均值±SEM*P(P)与Ad‐Lac相比<0.05ZMI公司组。Ad‐LacZ表示编码LacZ的腺病毒载体;Ad‐Lac公司ZMI公司,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐LacZ基因注射;Ad‐Peli1,编码Peli1的腺病毒载体;Ad‐Peli1公司医疗保险,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐Peli1基因注射;医疗保险心肌梗死。
图5
图5
Peli1过度表达增加Cx43表达和血管密度。A、 典型的共焦图像显示了心肌梗死边缘区相邻心肌细胞(红色)之间的Cx43阳性(绿色)间隙连接医疗保险在里面光盘1只老鼠。细胞核被染色收件人赞成的意见‐3碘化物(蓝色)。Ad-Lac组的Cx43水平相似ZS公司和Ad‐Peli1S组。Ad-Lac公司ZMI公司与Ad‐Lac组相比,该组的Cx43水平降低ZS公司和Ad‐Peli1S组。然而,Ad‐Peli1医疗保险与Ad-Lac组相比,Cx43增加ZMI公司组(n=5/组)。B至F,Ad-LacZ和Ad-Peil1诱导小鼠血管密度的测量医疗保险在里面光盘1只老鼠。B、 的代表性图像光盘31毛细血管密度染色,7天后医疗保险箭头表示毛细血管。C、 条形图表示毛细管密度的定量分析,单位为计数/mm2.广告贝利1医疗保险与Ad-Lac相比,治疗组的毛细血管密度增加ZMI公司(n=5/组)。从D到F,条形图表示以计数/mm为单位的小、中、大尺寸微动脉密度的定量分析2(30天后医疗保险). Ad‐Peli1的小动脉密度增加医疗保险与Ad-Lac组比较ZMI公司值为SEM平均值(n=6/组)*P(P)与Ad‐Lac相比<0.05ZMI公司组。Ad‐LacZ表示编码LacZ的腺病毒载体;Ad‐Lac公司ZMI公司,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐LacZ基因注射;Ad‐Lac公司ZS公司,光盘1只小鼠接受假手术,然后注射Ad‐LacZ基因;Ad‐Peli1,编码Peli1的腺病毒载体;Ad‐Peli1公司医疗保险,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐Peli1基因注射;Ad‐Peli1S,光盘1只小鼠接受假手术,然后注射Ad‐Peli1基因;Cx43,连接43;医疗保险心肌梗死;S、 沙姆。
图6
图6
30天后超声心动图和纤维化测量医疗保险在里面光盘1只用Ad-LacZ或Ad-Peli1治疗的小鼠。A和B,心脏功能测量,如超声心动图分析所示。条形图表示(A)EF公司和(B)可行性研究测量值。心功能测量表明EF公司可行性研究在Ad‐Peli1中增加医疗保险与Ad-Lac组比较ZMI公司。假手术组之间在这两个方面都没有差异EF公司可行性研究(n=10-12/组)。条形图中的值表示中值和IQR公司, (***P(P)<0.001). C、 Ad-Lac的PicroSirus红色心脏切片的代表性图片ZMI公司和Ad‐Peli1医疗保险组。D、 心肌纤维化的定量分析。广告贝利1医疗保险与Ad-Lac相比,治疗组的心肌纤维化程度降低ZMI公司(n=5-8/组)。条形图中的值表示中值和IQR公司, (**P(P)<0.01, ***P(P)<0.001). Ad‐LacZ表示编码LacZ的腺病毒载体;Ad‐Lac公司ZMI公司,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐LacZ基因注射;Ad‐Lac公司ZS公司,光盘1只小鼠接受假手术,然后注射Ad‐LacZ基因;Ad‐Peli1,编码Peli1的腺病毒载体;Ad‐Peli1公司医疗保险,光盘1只小鼠医疗保险其次是Ad‐Peli1基因注射;Ad‐Peli1S,光盘1只小鼠接受假手术,然后注射Ad‐Peli1基因;EF公司,射血分数;可行性研究,分数缩短;IQR,四分位范围;医疗保险心肌梗死;S、 沙姆。
图7
图7
Flk‐1的Ad‐Peli1基因治疗+/− 医疗保险小鼠导致血管密度和心脏功能增加,同时心肌纤维化减少。A、 Flk‐1中Peli1浓度的Western blot分析+/− 医疗保险+Ad‐LacZ和Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组(n=3/组)。B到D,条形图显示了(B)小、(C)中和(D)大尺寸微动脉的定量分析,单位为计数/mm2Flk‐1中的小血管数量显著增加+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组与Flk‐1组的比较+/− 医疗保险+Ad‐LacZ公司。两组大中型血管密度无显著差异,尽管Flk‐1组大血管密度有增加的趋势+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组。数值为平均值±SEM(n=5/组)*P(P)与Flk‐1相比<0.05+/− 医疗保险+Ad‐LacZ集团。E至J,30天后测量心功能医疗保险通过超声心动图。E、 收缩期左心室内径。F、 舒张期左心室内径。在收缩和舒张过程中,观察到Flk‐1的血管内径显著减小+/− 医疗保险+Ad‐Peli1小鼠与Flk‐1小鼠的比较+/− 医疗保险+Ad-LacZ小鼠,表明左心室扩张较小。G、 左心室舒张末期容积。H、 左心室收缩末期容积。在Flk-1中观察到左心室舒张末期和收缩末期容积减少+/− 医疗保险+Ad‐Peli1,表示更好EF公司与Flk‐1相比+/− 医疗保险+Ad‐LacZ公司。I到L,条形图表示EF公司可行性研究测量值。心功能测量表明(I)EF公司和(J)可行性研究在Flk‐1中增加+/− 医疗保险+Ad‐Peli1治疗组与Flk‐1治疗组的比较+/− 医疗保险+Ad‐LacZ集团。数值为平均值±SEM(n=9‐11/组)*P(P)<0.05,Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐LacZ组与Flk‐1组比较+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组。K、 第个EF,共个CMI公司,Ad‐Lac公司ZMI公司,Ad‐Peli1公司医疗保险和Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组(n=10‐11/组)。五十、 部分缩短CMI公司,Ad‐Lac公司ZMI公司,Ad‐Peli1公司医疗保险和Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组(n=10‐11/组)。Flk‐1中的Ad‐Peli1基因治疗+/− 医疗保险组(Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1)改善心脏功能的程度与WTMI公司(Ad‐Peli1)医疗保险)在两者中EF公司可行性研究。与CMI公司和Ad-LacZMI公司组。CMI公司和Ad-LacZMI公司组或Ad‐Peli1之间医疗保险和Flk‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1组EF公司可行性研究条形图中的值(K和L)表示中值和IQR公司,(n=10‐11/组)(***P(P)<0.001). M和N,心肌纤维化。M、 PicroSirius红色染色的代表性图片。N、 心肌纤维化定量分析(30天后医疗保险). 福克斯-1+/− 医疗保险+与Flk‐1组相比,Ad‐Peli1组的纤维化程度降低+/− 医疗保险+Ad‐LacZ公司。数值为平均值±SEM(n=7‐11/组)*P(P)与Flk‐1相比<0.05+/− 医疗保险+Ad‐LacZ集团。Ad‐Lac公司ZMI公司表示光盘1只小鼠医疗保险然后注射Ad‐LacZ;Ad‐Peli1公司医疗保险,光盘1只小鼠医疗保险随后注射Ad‐Peli1;CMI公司,控制(光盘1) 小鼠受到医疗保险,无基因治疗;EF公司,射血分数;法兰‐1+/− 医疗保险+Ad‐LacZ,第1页+/−小鼠受到医疗保险然后注射Ad‐LacZ;法兰‐1+/− 医疗保险+Ad‐Peli1,Flk‐1公司+/−小鼠受到医疗保险随后注射Ad‐Peli1;可行性研究,分数缩短;IQR,四分位范围;LVEDV公司,左室舒张末期容积;LVESV公司,左心室收缩末期容积;LVID(LVID)d、 舒张期左心室内径;LVID(LVID)s、 收缩期左室内径;医疗保险心肌梗死;NS公司,不显著;SEM,平均值标准误差;WT,野生型。
图8
图8
分子机制血管内皮生长因子/FLK公司‐1/Peli‐1梗死心肌的分子信号传导。A、 显示Flk‐1信号中断如何导致心肌功能障碍的流程图:Flk­1击倒对手(法兰‐1+/−)小鼠受到医疗保险Peli1表达减少,随后磷酸化减少迈克科尔斯2、阿克特,电子NOS和IκBα,减少细胞增殖、迁移和血管密度,并增加纤维化。B、 Ad‐Peli基因治疗改善心脏功能并改善术后心室重塑医疗保险Peli1基因治疗引发Akt磷酸化增加,电子NOS,迈克科尔斯2和IκBα增加了Cx43的表达,减少了纤维化。C、 Ad‐Peli1基因治疗拯救Flk‐1击倒对手之后的老鼠医疗保险Ad‐Peli1基因治疗可增加血管密度和心脏功能,并减少Flk‐1的纤维化击倒对手MI.KO小鼠表示敲除;心肌梗死。

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