研究背景:血管内皮生长因子A(Vascular endothelial growth factor A,VEGF-A)在血管生成的调控中起到关键作用。VEGF-A包括多种亚型。起初,人们认为不同的VEGF-A亚型是通过VEGF-A的mRNA的可变剪切产生,且这些亚型在血管生成的过程中起到各异的调节作用,包括促进血管生成和拮抗血管生成两个方面。它们也因此被命名为VEGFxxxa或者VEGFxxxb,例如VEGF165b,VEGF121a等。其中“xxx”代表最终蛋白质序列中存在的氨基酸数量,而“a/b”代表VEGF-A基因6号染色体第8外显子的不同片段:CDKPRR/SLTRKD。最近有研究发现,VEGF-A 的 mRNA 程序性翻译通读(programmed translational readthrough,PTR)过程可以产生一种新的VEGF-A亚型,这种亚型使用非经典终止密码子在VEGF-A基因的羧基末端产生一段包含22个氨基酸的延伸,因此被命名为VEGF-Ax,x代表“extend”。有意思的是,VEGF-Ax的功能尚未定论,特别是关于VEGF-Ax调节血管生成的结论是矛盾的。有两个团队分别得出VEGF-Ax具有“促进”或“拮抗”血管生成作用。研究方法:我们首先提取了大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs),进行了干细胞多向分化潜能鉴定及干细胞表面特异性标记物的鉴定。随后设计针对大鼠VEGF-Ax的过表达慢病毒。在基因层面过表达VEGF-Ax后,用流式细胞术检测细胞的凋亡及周期状况,用CCK-K及EdU染色来检测细胞的增殖情况,用划痕实验及transwell实验来检测细胞的迁移能力,用 Western blot 检测 MMP-2,MMP-9,E-cadherin 和 N-cadherin等Wnt/β-catenin通路关键蛋白,用小管形成实验、流式细胞术以及裸鼠皮下血管形成实验检测VEGF-Ax对干细胞血管形成的影响,用Western blot检测CD31,VEGFR2,vWF,cdh5等成血管相关蛋白的表达情况来检测细胞血管分化的情况,以及免疫组化检测裸鼠皮下新生组织的CD31,VEGFR2,vWF表达情况。另一方面,我们使用内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)激动剂诱导BMMSCs凋亡,然后使用流式细胞术检测细胞的凋亡情况,CCK-K及EdU染色来检测细胞的增殖情况,Western blot检测细胞内质网应激关键蛋白及凋亡相关蛋白表达水平。研究结果:VEGF-Ax可以促进BMMSCs的增殖和迁移,刺激BMMSCs向内皮样细胞样(EC-like)细胞的分化,上调内皮细胞相关标记,并在体内和体外促进血管生成。并保护BMMSCs免受因为ERS诱导的细胞凋亡。研究意义:我们的研究首先探讨了 VEGF-Ax对大鼠BMMSCs细胞生物学功能的影响。我们还通过刺激ERS诱导的细胞凋亡研究了 VEGF-Ax对BMMSCs的保护作用。这些研究首次证明,VEGF-Ax可以刺激BMMSCs向内皮样细胞的分化。我们还研究了 VEGF-Ax通过Wnt/β-catenin途径对BMMSCs的增殖和迁移的调节作用,并证明VEGF-Ax保护BMMSCs免受ERS诱导的细胞凋亡。这项研究的长期前景是为VEGF-A功能基团的作用提供证据。