研究背景及研究目的：
肺动脉高压（PH）是一组高度病态和致命的疾病，其特征是肺血管功能紊乱和右心衰竭。PH的原因可能是BMPR2基因变异、肺纤维化、左心疾病等多种病理生理过程，通常伴随VEGF-A（血管内皮生长因子A）/VEGFR2（血管内皮生长因子2）表达增加。
VEGF-A是健康和疾病中主要的血管生成生长因子。在与其主要受体VEGFR2结合后，它会在特定位点使VEGFR2发生酪氨酸磷酸化，并触发复杂的下游信号传导事件，对内皮细胞的存活、增殖、迁移和通透性至关重要。VEGFR2的主要磷酸化位点包括Y1054和Y1059，这些位点对于其激酶活性是必需的，以及Y949（人类中的Y951）、Y1173（人类中的Y1175）和Y1212（人类中的Y1214），这些位点在磷酸化后直接与不同的细胞内适配蛋白结合，传导VEGF-A信号。Y1175的磷酸化和随后的PLCγ-ERK轴的活化对内皮细胞的发育和增殖是必需的，而Y1214的磷酸化被描述为在内皮细胞迁移过程中通过招募NCK关键调控CDC42介导的前后极化，同时通过激活GRB2/ERK和PI3K/AKT通路调节内皮细胞增殖。同时，磷酸化的Y949与适配蛋白TSAD结合，诱导VE-cadherin的磷酸化和内化，这与VEGF引起的细胞骨架在连接位点的重新排列共同导致粘附连接的解体，最终导致血管渗漏。最初的研究表明，VEGF-A介导的通透性需要SFKs（Src家族激酶）c-Src和Yes，可能是因为它们促进VE-cadherin的磷酸化。
长期以来，已经认识到在严重PH患者和慢性缺氧诱导的实验性PH中，VEGF-A及其受体的表达升高。因此，PH经常被视为一种血管新生的肺血管疾病。然而，通过酪氨酸激酶抑制剂SU5416（Sugen5416）或通过基因消除Vegfr2基因来抑制VEGF-A/VEGFR2信号的研究表明，这些作用会加重慢性缺氧引发的肺血管病理性改变，从而导致血管闭塞性PH。尽管VEGFR2信号阻断引起血管闭塞的作用已被归因于肺内皮细胞的死亡和随后对抗凋亡的内皮细胞的转化/增殖，但VEGF-A/VEGFR2信号通路在PH发病机制中的作用是否及如何发挥作用仍然需要解决。
在本研究中，我们发现PH患者和缺氧诱导的小鼠模型均与VEGF-A引起的血管渗漏相关。我们使用携带VEGFR2位点949处酪氨酸-苯丙氨酸突变的小鼠模型，特异性失活Y949信号通路，以剖析血管渗透性在PH的病理生物学中的作用，并解决VEGFR2效应的悖论。我们显示VEGFR2 Y949F突变导致过度的血管渗漏，大大减少缺氧肺部的巨噬细胞浸润和平滑肌细胞Rac1活性，最终缓解PH表型，而内皮细胞中Vegfr2的缺失加重了缺氧性PH。综上所述，我们的数据表明VEGF-A依赖的血管渗透性在PH的发病机制中起到关键作用，可能是治疗干预的有价值靶点通路。
研究方法：
本研究探索了PH患者肺组织样本和暴露于缺氧环境下的小鼠中VEGF-A/VEGFR2信号的激活以及VEGFR2 Y949依赖的血管渗漏。为了研究它们在缺氧性PH中的机制作用，我们检测了携带VEGFR2酪氨酸残基949位点苯丙氨酸插入突变（Vefgr2Y949F）的突变小鼠和在慢性缺氧暴露后具有条件性内皮细胞缺失Vegfr2的小鼠的右室收缩压、右室肥厚和肺血管病变。
研究结果：
我们发现，PH患者和暴露于缺氧环境下的小鼠均出现肺血管过度渗漏，这是由于VEGF-A/VEGFR2 Y949信号通路过度激活所致。
图1. 患者和实验性肺动脉高压（PH）中VEGF-A/VEGFR2信号的上调和血管通透性的增加。
在缺氧性PH背景下，Yes1和c-Src的激活以及随后内皮细胞VE-cadherin的磷酸化参与了VEGFR2 Y949诱导的血管通透性。通过Vefgr2Y949F点突变废除VEGFR2 Y949信号足以防止肺血管通透性，并在缺氧暴露下抑制平滑肌细胞中的巨噬细胞浸润和Rac1激活，从而缓解PH表现，包括末梢肺动脉肌肉化，右室收缩压升高和右室肥厚。
图2. PH相关的血管渗漏在Vegfr2Y949F小鼠中得到了正常化。
图3. 在PH中，VEGF-A/VEGFR2 Y949诱导的VE-cadherin磷酸化选择性需要Src家族激酶(SFKs)。
图4. 在缺氧下的Vegfr2Y949F小鼠中，PH表型得到缓解。
图5. 成年内皮细胞中Vegfr2的敲除促进缺氧性PH的发展。
图6. VEGFR2 Y949F抑制缺氧性PH相关的炎症因子。
图7. VEGFR2 Y949F通过抑制巨噬细胞浸润缓解缺氧性PH。
图8. VEGFR2 Y949F抑制平滑肌Rac1激活，从而阻止缺氧性PH相关表型的发展。
重要的是，我们发现，包括巨噬细胞在内的髓系细胞中的VEGFR2 Y949信号在缺氧诱导的血管异常和PH中是微不足道且可有可无的。与选择性阻断VEGFR2 Y949信号不同，通过条件性内皮细胞缺失Vegfr2破坏整个VEGFR2信号反而促进了PH的发展。
研究结论：
我们的结果支持VEGF-A/VEGFR2 Y949依赖的血管通透性是PH发病的重要决定因素，并可能作为该疾病的一个有吸引力的治疗靶点通路。
临床意义是什么？
缺氧性肺动脉高压（PH）与过度血管渗漏有关，这依赖于过度激活的VEGF-A（血管内皮生长因子A）/VEGFR2（血管内皮生长因子2） Y949和下游的c-Src/Yes1信号通路。不同的VEGFR2磷酸酪氨酸位点（即Y949和Y1173/Y1212）通过信号传导在缺氧性PH发病中产生相反的影响。在缺氧暴露下，易渗漏的肺血管与巨噬细胞和血管平滑肌细胞相互作用，促进了PH的发展。
该研究揭示了选择性阻断VEGFR2 Y949信号而不是破坏整个VEGFR2信号可能代表了治疗缺氧性PH的新方法。这些结果强调，预防肺血管通透性可能对PH患者有益。
参考文献：
Zhou W, Liu K, Zeng L, He J, Gao X, Gu X, Chen X, Jing Li J, Wang M, Wu D, Cai Z, Claesson-Welsh L, Ju R, Wang J, Zhang F, Chen Y. Targeting VEGF-A/VEGFR2 Y949 Signaling-Mediated Vascular Permeability Alleviates Hypoxic Pulmonary Hypertension. Circulation. 2022 Dec 13;146(24):1855-1881. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.122.061900. Epub 2022 Nov 17. PMID: 36384284.
转自：“肺动脉高压研究进展”微信公众号
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