缺氧诱导的P4HA1过表达通过下调FBP1增强内皮糖酵解促进缺血后血管生成

背景：血管生成对于缺血性疾病中的组织修复至关重要，其依赖于糖酵解作为主要能量来源。脯氨酰4-羟化酶亚基α1（P4HA1）是胶原脯氨酰4-羟化酶的催化亚基，在多种癌症中是糖酵解相关基因。然而，其在糖酵解诱导的血管生成中的作用仍不清楚。方法：使用腺病毒调节P4HA1表达。通过5-乙炔基-2'-脱氧尿苷掺入、Transwell迁移和管形成实验在体外评估内皮血管生成。在体内实验中，测量后肢缺血（HLI）模型中的血流和毛细血管密度。采用糖酵解应激测定、葡萄糖摄取、乳酸产生和定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）评估糖酵解能力。通过蛋白质印迹和RT-PCR验证的转录组测序用于确定潜在机制。结果：在缺氧条件下及HLI模型中，内皮细胞中P4HA1表达上调。P4HA1过表达在体外和体内促进血管生成，而其敲低则产生相反效果。P4HA1过表达通过在胶原羟基化过程中消耗α-酮戊二酸（α-KG）降低细胞α-KG水平。α-KG下调降低了DNA双加氧酶、ten-eleven translocation 2（TET2）的蛋白水平及其在果糖-1,6-二磷酸酶（FBP1）启动子上的募集，导致FBP1表达降低。FBP1的降低增强了糖酵解代谢，从而促进内皮血管生成。结论：缺氧诱导的内皮P4HA1过表达通过P4HA1/α-KG/TET2/FBP1通路促进糖酵解代谢重编程，从而增强血管生成。该研究结果强调了P4HA1在缺血后血管生成中的重要性，提示其在缺血后组织修复中的治疗潜力。