ENO2调控的内皮细胞糖酵解促进FGF2诱导的视网膜新生血管形成

ENO2-Regulated Glycolysis in Endothelial Cells Contributes to FGF2-Induced Retinal Neovascularization

作者信息Dan Liao, Jie Wang, Xiaoyu Zhang, Rong Li, Xiaoli Yang
PMID39854009
发布时间2025-01
DOI10.1167/iovs.66.1.58

实验完整度

包含OIR小鼠模型、人视网膜微血管内皮细胞体外实验、DIA蛋白质组学、ENO2敲低和抑制剂处理等多层级验证,且具有明确的功能和机制验证。

主要模型

氧诱导视网膜病变小鼠模型 人视网膜微血管内皮细胞

重点核对

FGF2刺激浓度50 ng/mL AP-III-a4给药剂量5 mg/kg(腹腔注射,P12-P16) ENO2敲低使用shRNA慢病毒(MOI=30) 检测指标包括ATP水平、细胞外酸化率、管形成、迁移、增殖

摘要

目的:眼部新生血管形成是导致失明的主要原因。尽管成纤维细胞生长因子-2(FGF2)已被认为与血管生成的病理生理有关,但其潜在机制仍不完全清楚。本研究旨在探讨FGF2在视网膜新生血管形成中的作用并阐明其潜在机制。方法:采用氧诱导视网膜病变小鼠模型研究视网膜新生血管形成的发病机制。使用免疫荧光对视网膜新生血管进行定量。采用数据非依赖性采集蛋白质组学定量人视网膜微血管内皮细胞在FGF2刺激下的差异表达蛋白,并分析相关通路。采用qRT-PCR和Western blot检测基因在mRNA和蛋白水平的表达。通过transwell、EdU和管形成实验检测人视网膜微血管内皮细胞的血管生成能力。结果:FGF2在氧诱导视网膜病变小鼠视网膜组织中显著上调,并在体外显著增强人视网膜微血管内皮细胞的管形成、迁移和增殖能力。蛋白质组学分析鉴定了内皮细胞对FGF2刺激反应的287个差异表达蛋白,其特征在于糖酵解通路的显著上调,其中我们证实了FGF2刺激后烯醇化酶2(ENO2)水平升高,其敲低导致糖酵解活性降低和血管生成过程受损。此外,使用ENO2抑制剂AP-Ⅲ-a4在体内和体外减轻了血管生成。结论:我们的研究结果强调了ENO2介导的糖酵解在FGF2诱导的血管生成中的关键作用,提示ENO2可能作为治疗病理性新生血管形成的有前景的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
FGF2能否促进视网膜新生血管形成,其潜在机制是什么?
核心机制
FGF2通过上调ENO2表达增强内皮细胞糖酵解,从而促进血管生成。
主要证据
FGF2刺激后ENO2表达上调,敲低ENO2或使用抑制剂AP-III-a4可降低糖酵解活性并抑制FGF2诱导的管形成、迁移及增殖;OIR模型中AP-III-a4可减轻新生血管。
研究意义
靶向ENO2可能为治疗病理性新生血管形成提供新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

疾病模型建立与FGF2表达检测

验证视网膜新生血管形成中FGF2的表达变化

建立OIR小鼠模型,通过免疫荧光验证模型成功,用qRT-PCR和Western blot检测视网膜中FGF2的mRNA和蛋白表达。

2

体外血管生成功能检测

评估FGF2对内皮细胞管形成、迁移和增殖的影响

用重组人FGF2(50 ng/mL)刺激HRMECs,进行管形成、transwell迁移和EdU增殖实验。

3

蛋白质组学分析

鉴定FGF2刺激下内皮细胞差异表达蛋白及通路富集

对照和FGF2(50 ng/mL)刺激HRMECs 24小时后进行DIA蛋白质组学分析,筛选差异表达蛋白并进行KEGG和GO分析。

4

ENO2表达验证

验证FGF2刺激和OIR视网膜组织中ENO2的表达变化

通过qRT-PCR和Western blot检测FGF2处理的内皮细胞和OIR视网膜组织中ENO2的mRNA和蛋白水平。

5

ENO2功能研究(敲低)

验证ENO2在FGF2诱导的糖酵解和血管生成中的作用

用shENO2慢病毒敲低HRMECs中ENO2,检测敲低效率后,评估FGF2刺激下的ATP水平、ECAR和血管生成功能。

6

ENO2药理学抑制

评估ENO2抑制剂AP-III-a4对血管生成的影响

用AP-III-a4处理FGF2刺激的内皮细胞和OIR小鼠,检测ATP、ECAR和血管生成功能。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
AP-III-a4MedChemExpressHY-15858
二甲基亚砜SolarbioD8371
EGM-2内皮细胞生长培养基-2套件LonzaC3162
重组人FGF2R&D Systems233-FB
ATP检测试剂盒Abcamab83355
糖酵解试剂盒Abcamab197244
糖酵解/氧化磷酸化检测试剂盒DojindoG270
抗CD31抗体Abcamab9498
抗VWF抗体HUABIOHA722833
抗GFAP抗体HUABIOET1601-23
抗NG2抗体Abcamab279348
抗NeuN抗体Abcamab104224
抗PDGFR-β抗体HUABIOET1611-29
Cy3标记山羊抗小鼠IgG (H+L)BeyotimeA0521
Alexa Fluor 488标记山羊抗兔IgG (H+L)BeyotimeA0423
TRIzol试剂Invitrogen--
用于qPCR的RT预混液MedChemExpress--
SYBR Green qPCR预混液MedChemExpress--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
抗FGF-2抗体Proteintech11234-1-AP
抗ENO2抗体Proteintech10149-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体Affinity BiosciencesAF7018
HRP标记二抗Affinity BiosciencesS0001
shRNA慢病毒(ENO2)上海泰斗生物--
嘌呤霉素----
基质胶----
Transwell板(8 µm孔径)Corning--
Click EdU试剂盒BeyotimeC0071S
SDT裂解缓冲液----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
EASY-nLC系统Thermo Fisher Scientific--
Spectronaut 17Biognosys AG--
Varioskan LUX酶标仪Thermo Fisher Scientific--
共聚焦显微镜Leica--
Chemidoc成像系统Bio-Rad--
ABI 7500 Prism系统Applied Biosystems--
Nanodrop One微量分光光度计Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
OIR模型建立条件:P7-P12暴露于75%±2%氧气,P17取样;小鼠品系C57BL/6J;性别包含雄性和雌性。
阅读提示:Methods - Animal Models and Treatment
药物处理(体内)
AP-III-a4剂量5 mg/kg,腹腔注射,P12-P16每日一次,溶剂为0.1% DMSO生理盐水。
阅读提示:Methods - Animal Models and Treatment
细胞培养与刺激
HRMECs来源和培养条件;FGF2刺激浓度50 ng/mL,处理时间24小时。
阅读提示:Methods - Cell Lines and Cultures; Results
ENO2敲低
shENO2慢病毒MOI=30感染8小时;嘌呤霉素筛选浓度2 µg/mL,筛选3天。
阅读提示:Methods - Cell Transfection
功能检测
管形成实验细胞数、基质胶量、孵育时间;迁移实验细胞数、孔径、时间;增殖实验EdU浓度和时间。
阅读提示:Methods - Tube Formation Assay, Migration Assay, Proliferation Assay
代谢检测
ATP检测细胞数;糖酵解检测细胞密度和试剂用量;糖酵解/OXPHOS检测抑制剂浓度(2-DG 25 mmol/L,Oligomycin 1.25 µmol/L)。
阅读提示:Methods - ATP Assay, Glycolysis Assay, Glycolysis/OXPHOS Assay