Role of VEGFR2 trafficking in pathological angiogenesis in age related macular degeneration
VEGFR2 运输在年龄相关性黄斑变性病理性血管生成中的作用
基本信息
- 批准号:10599314
- 负责人:
- 金额:$ 39.98万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-04-01 至 2025-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Adherens JunctionAge related macular degenerationAngiogenesis InhibitionAngiogenesis InhibitorsBlindnessBlood VesselsCell membraneCellsChoroidal NeovascularizationClinicalCuesDataDefectDiseaseDisease ProgressionEndothelial CellsExtravasationEyeFilopodiaFoundationsGeneticGoalsGrowthImageInflammationKDR geneKinesinKnockout MiceLasersLigandsLightMediatingMembraneModelingMolecularMolecular MotorsMotorMusPathogenesisPathologicPathologic NeovascularizationPathologyPathway interactionsPatientsPeptidesPermeabilityPlus End of the MicrotubuleProtein FamilyRegulationRetinaRoleSignal InductionSignal TransductionSiteStimulusTestingVEGFA geneVascular Endothelial Growth FactorsWorkangiogenesiscadherin 5cell typedrug developmentgenetic approachinhibitorinsightlive cell imagingmouse modelneovascularizationnovelnovel strategiesnovel therapeutic interventionolder patientpharmacologicpreventreceptorresponserestraintretinal damagetargeted treatmenttooltrafficking
项目摘要
ABSTRACT
Wet age-related macular degeneration (AMD) is a leading cause of vision loss in old patients. In wet AMD,
excessive vascular endothelial growth factor (VEGF) causes abnormal angiogenesis and vascular leakage,
which in turn damages the retina. The overall goal of this proposal is to determine the mechanism how excessive
VEGF induces transition from quiescent blood vessels to pathological leaky angiogenesis in wet AMD by
studying the fundamental roles of VEGFR2 trafficking. Angiogenesis is restrained in quiescent healthy
endothelial cells (ECs), where VEGFR2 trafficking is limited by the interaction with VE-cadherin at adherens
junctions (AJs). In contrast, marked VEGFR2 trafficking is evident in angiogenic ECs, where VEGFR2
translocates to filopodia tips that extend towards the VEGF ligand. We provided the first evidence that VEGFR2
is directly transported by the kinesin-3 family protein, KIF13B, a microtubules plus-end motor, to filopodia of
sprouting ECs. Based on our finding, we will test our central hypothesis that KIF13B mediates VEGFR2
trafficking away from AJs to induce AJ disassembly and vascular leakage, and the directional trafficking of
VEGFR2 to filopodia induces pathological angiogenesis in response to excessive VEGF in wet AMD. Our
Specific Aims will test the following hypotheses; 1) KIF13B-mediated VEGFR2 trafficking from AJs breaks the
critical interaction between VEGFR2 and VE-cadherin involved in stabilizing AJs, thus induces AJ disassembly
and vascular leakage. 2) VEGF signaling induces KIF13B-mediated directional trafficking of VEGFR2 to filopodia
extending toward VEGF, and the trafficking is required for sprouting angiogenesis. 3) KIF13B-mediated VEGFR2
trafficking is pathogenesis in wet AMD, thus the inhibition of the trafficking is a promising strategy for the therapy
of wet AMD. To rigorously test these hypotheses, our lab has generated powerful tools (genetic mouse models
and peptide inhibitors) that have led to conceptual advances. EC specific KIF13B knockout mice display a
selective angiogenic defect in the pathological setting. A small peptide inhibitor disrupting the KIF13B/VEGFR2
interaction, termed KAI, inhibited choroidal neovascularization (CNV) in wet AMD model in mice. Using these
powerful tools, we will examine the roles of KIF13B in VEGF-induced permeability of ocular blood vessels, live
imaging of directional VEGFR2 trafficking in choroidal sprouting ex vivo, and pathology of wet AMD,
characterized by abnormal angiogenesis, vascular leakage, and inflammation, using laser-induced CNV model.
If successful, our proposed studies provide the novel concept of angiogenesis regulation by targeting VEGFR2
trafficking.
抽象的
湿性年龄相关性黄斑变性(AMD)是老年患者视力丧失的主要原因。在湿 AMD 中,
过量的血管内皮生长因子(VEGF)导致血管生成异常和血管渗漏,
这反过来又会损害视网膜。该提案的总体目标是确定该机制如何过度
VEGF 通过以下方式诱导湿性 AMD 中从静止血管向病理性渗漏血管生成的转变
研究 VEGFR2 贩运的基本作用。静态健康血管生成受到抑制
内皮细胞 (EC),其中 VEGFR2 运输受到粘附层 VE-钙粘蛋白相互作用的限制
路口 (AJ)。相比之下,显着的 VEGFR2 转运在血管生成 EC 中很明显,其中 VEGFR2
易位至丝状伪足尖端,向 VEGF 配体延伸。我们提供了第一个证据表明 VEGFR2
由驱动蛋白 3 家族蛋白 KIF13B(一种微管正端马达)直接转运至丝状伪足
发芽的 EC。根据我们的发现,我们将检验我们的中心假设:KIF13B 介导 VEGFR2
远离 AJ 的贩运导致 AJ 解体和血管渗漏,以及定向贩运
VEGFR2 与丝状伪足的结合可诱导病理性血管生成,以响应湿性 AMD 中过量的 VEGF。我们的
具体目标将检验以下假设; 1) KIF13B 介导的 AJ 中的 VEGFR2 运输打破了
VEGFR2 和 VE-钙粘蛋白之间的关键相互作用参与稳定 AJ,从而诱导 AJ 解体
和血管渗漏。 2) VEGF信号传导诱导KIF13B介导的VEGFR2向丝状伪足的定向运输
向 VEGF 延伸,并且运输是萌发血管生成所必需的。 3) KIF13B介导的VEGFR2
转运是湿性 AMD 的发病机制,因此抑制转运是一种有前途的治疗策略
湿性AMD。为了严格检验这些假设,我们的实验室开发了强大的工具(基因小鼠模型
和肽抑制剂)带来了概念上的进步。 EC 特异性 KIF13B 敲除小鼠表现出
病理环境中的选择性血管生成缺陷。一种破坏 KIF13B/VEGFR2 的小肽抑制剂
这种相互作用(称为 KAI)可抑制小鼠湿性 AMD 模型中的脉络膜新生血管(CNV)。使用这些
作为强大的工具,我们将研究 KIF13B 在 VEGF 诱导的眼部血管通透性中的作用,活体
离体脉络膜萌芽中定向 VEGFR2 运输的成像,以及湿性 AMD 的病理学,
使用激光诱导的 CNV 模型,以异常血管生成、血管渗漏和炎症为特征。
如果成功,我们提出的研究提供了通过靶向 VEGFR2 来调节血管生成的新概念
贩运。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel approach in preventing vascular leakage and angiogenesis in wet age-related macular degeneration.
- DOI:10.4103/1673-5374.332147
- 发表时间:2022-08
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- 影响因子:6.1
- 作者:Yamada KH
- 通讯作者:Yamada KH
VEGFR2 Trafficking by KIF13B Is a Novel Therapeutic Target for Wet Age-Related Macular Degeneration.
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- 作者:Waters SB;Zhou C;Nguyen T;Zelkha R;Lee H;Kazlauskas A;Rosenblatt MI;Malik AB;Yamada KH
- 通讯作者:Yamada KH
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