Обзор

Периферическая артериальная болезнь (PAD) характеризуется хронической ишемией мышцы. Компенсационный ангиогенез минимален в ишемической мышце несмотря на увеличение ангиогенных факторов. Это может произойти из-за распространенности ангиостатических факторов. Регулирующие механизмы, которые могли вызвать ангиостатическую среду во время ишемии, в основном неизвестны. Forkhead box O (FoxO) транскрипционные факторы, которые, как известно, подавляли пролиферацию эндотелиальной клетки в пробирке (in vitro), является потенциальными кандидатами на эту роль. Наша цель состояла в том, чтобы определить, вызывают ли белки FoxO ангиостатический фенотип в ишемической мышце. FoxO1 и ангиостатический матричный тромбоспондин протеина 1 (THBS1) были увеличены в ишемической мышце от пациентов PAD, либо от перевязки бедренной артерии у мышей. Мыши с полностью удаленными клеточными эндотелиальными белками FoxO (Mx1Cre +, FoxO1,3,4L/L, называемыми FoxOΔ), использовались, чтобы оценить роль эндотелиальных белков FoxO в ишемической ткани. Удаление FoxO аннулировало повышение FoxO1 и белков THBS1, улучшило восстановления тока крови в задней конечности и улучшило неоваскуляризацию в мышиной ишемической мышце. Продукт эндотелиальной клетки от 3D культур эксплантата был более прочным в мышцах, полученных из мышей FoxOΔ. Чрезмерная экспрессия FoxO1 вызвала производство THBS1, и прямое взаимодействие эндогенного FoxO1 с THBS1promoter было поддающимся обнаружению в основных эндотелиальных клетках. Мы представляем свидетельства, что FoxO1 непосредственно регулирует THBS1 в ишемической мышце. В целом эти результаты исследования приносят новое понимание регулирующих механизмов, лежащих в основе репрессии ангиогенеза в периферических ишемических тканях.

Ключевые слова: Эндотелий, Ишемия, Ангиогенез, Периферическая артериальная болезнь, Скелетная мышца, Капилляр

FoxO1 и удаление FoxO3a происходят в капиллярных эндотелиальных клетках скелетных мышц мышей FoxOΔ. FoxO1 и уровни FoxO3a были измерены Вестерн-блоттингом в экстрактах белка gastrocnemius мышц полученных от мышей в возрасте 6-недель FoxOL/L и FoxOΔ. Содержание белка относительно β-actin выражено как среднее ± SEM. Различия по сравнению с FoxOL/L ** p = 0.01 (n = 4-7 за группу). FoxO1 и уровни FoxO3a были оценены Вестерн-блоттингом в экстрактах белка капиллярных эндотелиальных клеток b изолированных из скелетной мышцы мышей FoxOL/L andFoxOΔ. *** p <0.0001 и ** p <0.01 (n = 3 — 4 независимой изоляции клетки от в общей сложности 9 мышей за группу). Поперечные сечения мышц TA/EDL (4 дня перевязки бедренной артерии) были иммунноокрашены c для (красного) FoxO1 и (зеленый) Isolectin B4. Стрелки указывают на капилляры, положительные для окрашивания FoxO1, и стрелки указывают миоцит / внутритканевую связанную с клеткой иммунореактивность FoxO1. Особенно, окрашивание FoxO1 не накладывалось с окрашиванием Isolectin B4 в поперечных сечениях мышцы мышей FoxOΔ; звездочки выдвигают на первый план репрезентативные капилляры, которые не показывают иммунореактивность FoxO1. Иммунокрашивание секции мышцы FoxOL/L с нормальным IgG кролика как отрицательный контроль для антитела FoxO1 показано в нижней левой группе.

Стирание FoxO вызывает рост эндотелиальной клетки от ex vivo эксплантатов мышцы. Культура эксплантата мышцы выполнялась на биопсиях soleus и plantaris мышц мышей неишемического FoxOL/L и FoxOΔ, и репрезентативных изображениях биопсий soleus показаны (a). Звездочка обозначает оригинальный эксплантат мышцы; стрелки показывают на продукт эндотелиальной клетки. Область миграции (верхний график) и плотность эндотелиальной клетки (более низкий график) в области миграции эксплантатов, полученных из soleus (белые пластинки) или plantaris (черные полосы), была вычислена (b). Были усреднены многократные эксплантаты от отдельной мыши. Данные показывают средние ± SEM (n = 4-6 мышей за условие, *p <0.05 и ** p <0.01 по сравнению с подобранными эксплантатами мышцы FoxOL/L, анализом студенческого непарного двойног t теста)

FoxO deletion prevents the ischemia-induced increase in Thrombospondin 1 within the endothelium of mouse muscle. Microvascular endothelial cells were isolated from skeletal muscle of FoxOL/L and FoxOΔ mice. THBS1 mRNA was assessed by q-PCR (normalized to Hprt1) and THBS1 protein a was assessed by Western blot (normalized to β-actin). **p = 0.004 compared to cells from FoxOL/L mice; *p = 0.01, paired Student’s t test, n = 3 independent isolations, from a total of 8 individual mice per condition. THBS1 mRNA gastrocnemius muscles from FoxOL/L and FoxOΔ mice b was assessed by q-PCR (normalized to Hprt1) at 4 days post-femoral artery ligation or corresponding sham operation. Two-way ANOVA shows main effects of FoxO deletion and arterial ligation (p = 0.04 and p = 0.03, respectively). Significant differences are #p < 0.05 versus Sham FoxOL/L, and *p < 0.05 versus day 4 ligated FoxOL/L (Bonferonni Post hoc, n = 4–7 mice). TA/EDL muscle cross-sections from 4 day ligated or sham operated FoxOL/L or FoxOΔ mice were immunostained c for THBS1 (red) and counterstained with Isolectin B4 (green) to identify capillaries. Arrows point to peri-capillary THBS1 immunoreactivity in the ischemic FoxOL/L tissue. Normal mouse IgG was used as a negative control for the THBS1 antibody

Эмили Рудье, Малгожата Milkiewicz, Оливье Биро, Дара Slopack, Андреас Монтелиус, Томас Густафссон, Джи Хе Пайк, Рональд А. DePinho, Джордж П. Казале, Ираклис И. Pipinos, и Тара Л. Haascorresponding