我院李柯然、曹聪科研团队Protein&Cell期刊发文：发现RSPO3诱导血管发育和生成的新机制

发布日期：2022-08-16

RSPO3作为R-spondin家族最重要的多能分泌性糖蛋白，其最著名的分子功能在于通过LRP6介导对经典Wnt信号通路的激活，即通过Wnt/β-catenin介导血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor，VEGF)的表达，促进新生血管发生，并抑制造血细胞分化，因此被认为是介导血管生成和血管发育的关键信号蛋白[1-2]。近年来多项研究表明RSPO3可以激活Akt信号通路[3]。然而，Akt在RSPO3诱导的血管生成中的作用及相关分子机制尚不明确。

本课题组前期发现传统只能和G蛋白偶联受体结合的Gαi蛋白，可与受体酪氨酸激酶(RTK) 关联，介导下游信号的活化[4]。在VEGF刺激下，Gαi1/3促进VEGFR2的内吞、下游Akt-mTOR信号转导和视网膜血管新生,证实Gαi1/3是调节内皮细胞功能和血管生成的重要信号蛋白（Theranostics，2018[5]）。磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(PCK1) 作为催化糖异生的关键限速酶，通过促进Gαi3表达和Akt-mTOR激活在体外和体内血管生成中发挥了关键作用，从血管内皮细胞代谢稳态的角度为新生血管相关眼病的防治提供了新思路（ScienceAdvances 2022[6]）。

2022年8月12日，南京医科大学附属眼科医院李柯然课题组、苏州大学神经科学研究所曹聪课题组在Protein& Cell (IF=15.3) 联合发表了题为“Gαi1/3 mediation of Akt-mTORactivation is important for RSPO3-induced angiogenesis”研究论文，该研究首次揭示了Gαi1/3是RSPO3诱导的Akt-mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶点)激活及体内外血管新生的关键信号蛋白。

研究发现在体外培养的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人脑微血管内皮细胞（HCMEC/D3）中，RSPO3诱导LGR4-Gαi1/3-Gab1信号复合体的形成，介导下游Akt-mTOR的活化。该过程独立于Wnt/β-catenin信号通路，即Gαi1/3沉默不影响活性β-catenin的积累。β-cateninshRNA也没有改变Gαi1/3的表达和RSPO3诱导的Akt-mTOR活化。HUVECs和HCMEC/D3细胞中，shRNA诱导Gαi1/3沉默显著抑制RSPO3诱导的细胞迁移、侵袭、增殖和体外血管的形成。而Gαi1/3的异位过表达则可逆转上述作用，增强了RSPO3诱导的体外血管生成反应。在体实验中，C57小鼠内皮细胞特异性敲减Gαi1/3后显著抑制RSPO3过表达诱导的Akt-mTOR激活和小鼠视网膜血管生成，而内皮细胞特异性过表达Gαi1/3显著促进视网膜血管新生。

本研究首次发现了RSPO3在促血管发育和生成中不同于传统Wnt/β-catenin信号通路的全新分子机制（Gαi1/3介导的Akt-mTOR级联激活），进一步丰富了Gαi蛋白在调控视网膜血管异常发育及病理性血管新生方面的重要作用。

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原文链接：https://doi.org/10.1093/procel/pwac035

参考文献：

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2. Nam JS, Turcotte TJ,Smith PF, Choi S, Jeong KY. Mouse cristin/R-spondin family proteins are novelligands for the frizzled 8 and LRP6 receptors and activate β-catenin-dependentgene expression. J Biol Chem 2006; 281:13247–57.

3. Park S, Cui J, Yu W, Wu L, Carmon KS, LiuQJ. Differential activities and mechanisms of the four r-spondins in potentiatingwnt/-catenin signaling. J Biol Chem 2018;293:9759–69.

4. CaoC, Huang X, Han Y, Wan Y, Birnbaumer L, Feng GS, Marshall J, Jiang M, Chu WM.Galpha(i1) and Galpha(i3) are required for epidermal growth factor-mediatedactivation of the Akt-mTORC1 pathway.Sci Signal2009;2(68): ra17.

5. SunJ, Huang W, Yang SF, Zhang XP, Yu Q, Zhang ZQ, Yao J, Li KR, Jiang Q, Cao C.Galphai1 and Galphai3mediate VEGF-induced VEGFR2 endocytosis, signaling andangiogenesis.Theranostics2018;8(17):4695-709.

6. YaoJ, Wu XY, Yu Q, Yang SF, Yuan J, Zhang ZQ, Xue JS, Jiang Q, Chen MB, Xue GH, etal. The requirement of phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 for angiogenesis invitro and in vivo.Sci Adv2022;8(21):eabn6928.