Regulation of VEGF receptor 2 signaling by peroxiredoxin Ⅱ in human aortic endothelial cell

Abstract

혈관재협착증이란 혈관성형술로 인한 혈관의 손상에 의해 혈관이 좁아지게 되는 현상으로 혈관성형술 이후에는 혈관의 재협착증이 빈번하게 일어나는 것으로 알려져 있다. 재협착증이 일어나는 과정에는 혈관의 내피세포와 평활근세포가 중요한 역할을 한다. 혈관재협착증의 주된 요인은 혈관주변의 평활근세포의 증식과 이동 및 세포외 기질의 축적이며 평활근 세포의 증식을 막는것과 함께 시술과정에서 손상된 혈관내피세포가 회복되는 과정이 재협착증을 방지하는데 중요한 역할을 한다. 지금까지는 재협착증을 치료하는데 있어서 평활근세포의 성장을 줄이거나 억제하는 방법만 연구되어 왔다. 그러나 평활근세포의 증식을 억제하는 것만큼 중요한 것은 시술과정에서 손상된 내피세포층의 회복이다. 따라서 새로운 약을 개발함에 있어 평활근세포의 성장은 선택적으로 억제하면서 혈관의 내피세포층은 회복할 수 있게 하는 방법을 생각해야 한다. 최근의 연구결과에 의하면 PeroxiredoxinII(PrxII)가 혈관평활근세포의 성장과 이동을 억제하며 혈관재협착 설치류 모델에서 경동맥 풍선 손상 후 신생혈관내막의 성장을 억제한다는 것이 밝혀졌다. PrxII는 평활근세포의 성장을 조절한다고 잘 알려진PDGFR에 의해 생성된 H2O2를 제거함으로써 이러한 역할을 수행하는것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 주목할만한 PrxII의 역할에도 불구하고 혈관내피세포에서의 PrxII 의 역할은 알려지지 않았다. 따라서 이번 실험에서는 PrxII 가 혈관내피세포에서 어떠한 역할을 하는지 알아보고자 하였다. 실험 결과, PrxII 는 혈관 내피세포의 활성을 촉진하는 것으로 나타났다. PrxII 가 없는 경우, 혈관내피세포의 성장 및 활성을 조절한다고 알려진VEGFR2 의 활성이 줄어들어있음을 확인할수 있었다. 우선, VEGFR2의 인산화된 티로신 잔기들이 줄어들어있음을 확인할 수 있었으며 downstream signaling molecule의 활성도 변화가 있었다. 또한 놀랍게도PrxII 가 없음으로 인해 내피세포의 성장이 줄어들었음을 확인할수 있었다. 반면 PrxII와 같은 기능을 한다고 알려진 gliotoxin을 처리했을 경우, VEGFR2의 활성이 증가했음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 평활근세포에서의 결과와 정반대의 결과로, PrxII 를 이용한 약물을 개발하는 것이 혈관재협착증을 치료할수 있는 새로운 방법이 될 수 있음을 밝히는 의미있는 결과라고 할 수 있다.;Restenosis is a maladaptive response of the coronary artery to trauma induced during angioplasty that leads to postprocedural lumen loss. In the development of restenosis, vascular cells, smooth muscle cells (SMCs) and endothelial cells (ECs), play an important role. The characteristic feature of restenosis is smooth muscle cell accumulation within the neointima, and accelerated re-endothelization limits the neointima formation. Therefore stimulating endothelial cell regeneration can be an important therapeutic approach for treating restenosis along with inhibition of smooth muscle cell accumulation in the neointima. PrxII negatively regulates SMCs by regulating PDGFR induced ROS and avtivation of the platelet derived growth factor receptor (PDGFR) in SMCs. Even thought its specific and significant role in regulating SMCs, the role of PrxII in ECs has not been investigated yet. Therefore I investigated the role of PrxII in regulating EC activation using RNAi approach. As a result, PrxII positively regulates the activation of human aortic endothelial cells (HAECs). Depletion of PrxII attenuated VEGFR2 activation in response to VEGF. Phosphorylation of tyrosine residues in the receptor was decreased. Furthermore, PrxII ablation inhibited HAEC proliferation. Additionally, treatment of Gliotoxin(GT), a 2-Cys Prx mimetic, increased VEGFR2 activaiton. Collectively, these results propose that targeting PrxII may prove to be an effective therapeutic strategy for treatment of restenosis.