Site-1 protease-mediated lipid metabolism in lymphatic vascular development

位点 1 蛋白酶介导的淋巴管发育中的脂质代谢

• 批准号: 10629188
• 负责人: Lijun Xia
• 金额: $ 43.7万
• 依托单位: OKLAHOMA MEDICAL RESEARCH FOUNDATION
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2020-08-01 至 2024-05-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10629188
• 关键词: Address; Anabolism; Apoptosis; Back; Binding; Blood; Blood Vessels; Cardinal vein; Cell Separation; Cell membrane; Cells; Cellular Metabolic Process; Cholesterol; Cholesterol Homeostasis; Circulation; Complement; Data; Defect; Development; Diabetes Mellitus; Dietary Fats; Dorsal; Embryonic Development; Endothelial Cells; Endothelium; Exhibits; Genes; Genetic Transcription; Glutamine; Glycolysis; Golgi Apparatus; Human; Immune; Impairment; Infection; Inflammation; Intercellular Fluid; KDR gene; Knowledge; Lipids; Lymphangiogenesis; Lymphatic; Lymphatic Endothelial Cells; Lymphatic Endothelium; Lymphedema; Malignant Neoplasms; Mediating; Membrane; Metabolic Pathway; Metabolism; Modeling; Mus; Mutant Strains Mice; Names; Neoplasm Metastasis; Obesity; Operative Surgical Procedures; PIK3CG gene; Pathology; Peptide Hydrolases; Phenotype; Phosphorylation; Physiological; Primary Lymph Sac; Process; Proliferating; Reporting; Research; Role; SRE-2 binding protein; Serine Protease; Signal Transduction; Site; Skin; Structure; Testing; Vascular Endothelial Growth Factor C; Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-3; Vascular System; absorption; cell growth; cell motility; cholesterol biosynthesis; driving force; early embryonic stage; experimental study; fatty acid oxidation; immune function; in vitro Assay; in vivo; inhibitor; insight; knock-down; lipid metabolism; lymphatic development; lymphatic vasculature; lymphatic vessel; migration; mouse development; mutant; novel; novel therapeutics; rapid growth; receptor; site-1 protease; subcutaneous; trafficking; transcription factor; tumor

The lymphatic vascular system is essential for transporting interstitial fluid, dietary fat, and immune cells. Defects  in these functions contribute to lymphedema, impaired lipid absorption, obesity, abnormal immune function, and  cancer metastasis. During embryonic development, lymphangiogenesis is robust, primarily driven by vascular  endothelial growth factor C (VEGF-­C)-­mediated activation of VEGFR-­3, a main VEGF-­C receptor on lymphatic  endothelial cells (LECs). Emerging evidence has shown the metabolism of endothelial cells is critical for vascular  development. Changes in EC metabolic pathways are found in pathologies such as cancer and diabetes as well. But  most research has been focused on blood endothelial metabolic pathways. Despite a few recent pioneering studies,  knowledge of LEC metabolism during lymphangiogenesis is limited. There is an unmet need to bridge the knowledge  gap between cellular metabolism and lymphatic vascular development. Site-­1 protease (S1P), encoded by  membrane-­bound transcription factor peptidase, site 1 (MBTPS1), is a serine protease in the Golgi apparatus. S1P is  a key regulator of cholesterol biosynthesis by proteolytic activation of a membrane-­bound latent transcription factor,  sterol-­regulatory element binding protein 2 (SREBP2). Recently, we found that mice with inducible endothelial cell-­ specific deficiency of S1P (iEC Mbtps1-­/-­, Mbtps1f/f;;Cdh5CreERT2) exhibited severe subcutaneous lymphedema and  defective lymphatic vasculature during development. Our pilot experiments also showed that mice with LEC-­specific  deficiency of SREBP2 (LEC Srebf2-­/-­, Srebf2f/f;;Lyve1Cre) had a similar lymphatic vascular defect during  development. These strong in vivo preliminary data support the central hypothesis that S1P/SREBP2-­mediated  cholesterol biosynthesis is required for lymphatic vascular development.  We will test the central hypothesis through two Aims: 1) determine whether lymphatic endothelial S1P/SREBP2-­ mediated cholesterol biosynthesis is required for lymphatic vascular development. We will characterize LEC cellular  defects, such as differentiation, migration, and proliferation, of S1P or SREBP2-­deficient mice at different stages of  embryonic development. These in vivo analyses will be complemented by in vitro assays using LECs isolated from  wild-­type (WT) or mutant mice as well as primary human LECs;; 2) determine mechanisms by which S1P/SREBP2-­ mediated cholesterol biosynthesis regulate lymphangiogenesis. Based on our preliminary results, we will primarily  test the hypothesis S1P/SREBP2-­mediated cholesterol biosynthesis is required for sustained VEGFR3 signaling  mainly by in vitro assays using WT or mutant LECs as well as human LECs with knockdown of S1P/SREBP2 or  functional inhibitors to S1P and SREBP2.  Based on strong preliminary data, our proposed study will reveal novel insights into roles of S1P-­mediated lipid  metabolism in lymphatic vascular development. Our study may lead to novel therapeutic opportunities for  pathologies with lymphatic vascular defects.

淋巴管系统对于运输间质液，饮食脂肪和免疫细胞至关重要。缺陷 在这些功能中，有助于淋巴水肿，脂质抽象受损，肥胖，异常免疫功能和 癌症转移。在胚胎发育过程中，淋巴管生成是鲁棒的，主要驱动是由血管驱动 内皮生长因子C（VEGF-C）介导的VEGFR-3的激活，VEGFR-3，淋巴的主要VEGF-C受体 内皮细胞（LEC）。新兴证据表明，内皮细胞的代谢对于血管至关重要 发展。在癌症和糖尿病等病理中发现了EC代谢途径的变化。但 大多数研究都集中在血液内皮代谢途径上。尽管最近进行了一些开创性研究，但 淋巴管生成期间LEC代谢的知识有限。桥接知识的需要 细胞代谢和淋巴血管发育之间的差距。 Site-1蛋白酶（S1P），编码 膜结合的转录因子肽酶位点1（MBTPS1）是高尔基体中的丝氨酸蛋白酶。 S1P是 通过膜结合的潜在转录因子的蛋白水解激活的胆固醇生物合成的关键调节剂， 固醇调节元件结合蛋白2（SREBP2）。最近，我们发现具有诱导内皮细胞的小鼠 - S1P（IEC MBTPS1 - / - ，MBTPS1F/F ;; CDH5CREERT2）的特异性缺陷暴露于严重的皮下淋巴水肿和 发育过程中有缺陷的淋巴管。我们的试点实验还表明，具有LEC特异性的小鼠 SREBP2（lec srebf2 - / - ，srebf2f/f ;; lyve1cre）的缺陷在期间具有类似的淋巴血管缺陷 发展。这些强大的体内初步数据支持S1P/SREBP2介导的中心假设 胆固醇生物合成是淋巴血管发育所必需的。 我们将通过两个目的测试中心假设：1）确定淋巴内皮S1P/SREBP2-- 淋巴血管发育需要介导的胆固醇生物合成。我们将表征LEC细胞 在不同阶段 胚胎发展。这些体内分析将通过使用从中分离的LEC进行体外测定完成 野生型（WT）或突变小鼠以及原发性人肠； 2）确定S1P/SREBP2-的机制 介导的胆固醇生物合成调节淋巴管生成。根据我们的初步结果，我们将主要 测试假设S1P/SREBP2介导的胆固醇生物合成是持续的VEGFR3信号传导所必需的 主要使用WT或突变体LEC以及S1P/SREBP2敲低的人LEC进行体外测定 S1P和SREBP2的功能抑制剂。 基于强大的初步数据，我们提出的研究将认识到对S1P介导的脂质作用的新见解 淋巴血管发育中的代谢。我们的研究可能会带来新的治疗机会 淋巴血管缺陷的病理。

项目成果

L-SIGN is a receptor on liver sinusoidal endothelial cells for SARS-CoV-2 virus.

• DOI: 10.1172/jci.insight.148999
• 发表时间: 2021-07-22
• 期刊: JCI insight
• 影响因子: 8
• 作者: Kondo Y;Larabee JL;Gao L;Shi H;Shao B;Hoover CM;McDaniel JM;Ho YC;Silasi-Mansat R;Archer-Hartmann SA;Azadi P;Srinivasan RS;Rezaie AR;Borczuk A;Laurence JC;Lupu F;Ahamed J;McEver RP;Papin JF;Yu Z;Xia L
• 通讯作者: Xia L

Deletion of platelet CLEC-2 decreases GPIbα-mediated integrin αIIbβ3 activation and decreases thrombosis in TTP.

• DOI: 10.1182/blood.2021012896
• 发表时间: 2022-04-21
• 期刊: BLOOD
• 影响因子: 20.3
• 作者: Shao, Bojing;Hoover, Christopher;Shi, Huiping;Kondo, Yuji;Lee, Robert H.;Chen, Junmei;Shan, Xindi;Song, Jianhua;McDaniel, J. Michael;Zhou, Meixiang;McGee, Samuel;Vanhoorelbeke, Karen;Bergmeier, Wolfgang;Lopez, Jose A.;George, James N.;Xia, Lijun
• 通讯作者: Xia, Lijun