2014年首次报道了全新脂肪因子Meteorin-like(Metrnl)分泌蛋白(又名Subfatin),随后阐明了Metrnl作为胰岛素增敏剂、维护血管内皮功能和抗动脉粥样硬化等功能。
研究首次证实Metrnl缺乏可显著延缓皮肤伤口的愈合,这与内皮细胞介导的血管生成有关。机制上首次提出Metrnl缺乏通过影响内皮细胞AKT/eNOS信号通路的磷酸化,从而抑制内皮的血管生成。研究结果揭示了Metrnl在伤口愈合和血管新生方面的新的生物学功能,为伤口愈合和血管新生相关疾病的治疗提供了新的靶标。
皮肤伤口愈合是一个复杂的过程,包括四个阶段:止血期、炎症期、增殖期和重塑期。其中内皮介导的血管新生是皮肤伤口愈合的关键过程之一。课题组发现正常小鼠的皮肤伤口组织中的Metrnl表达会升高,而Metrnl全身敲除小鼠的皮肤伤口愈合减缓,提示Metrnl在皮肤伤口愈合中的重要性。体外研究发现Metrnl敲减可以影响HUVECs (primary human umbilical vein endothelial cells, HUVECs) 的增殖、迁移和小管生成;而外源性给与Metrnl重组蛋白可以提高HUVECs的增殖、迁移和小管生成能力。在体研究发现Metrnl全身敲除小鼠第7天的皮肤伤口组织中血管新生数量低于对照组。后续培育Metrnl内皮特异性敲除小鼠进行研究,发现Metrnl内皮特异性敲除延缓小鼠皮肤伤口增殖期的愈合速度,减少了小鼠第7天皮肤伤口组织中血管新生数量。机制研究上,敲减Metrnl表达后,HUVECs中p-AKT(S473)和p-eNOS(S1177)蛋白表达是降低的,而AKT激活剂SC79可以部分挽救敲减内皮细胞的小管生成功能。在体实验也发现全身敲除小鼠第7天的皮肤伤口组织中p-AKT(S473)和p-eNOS(S1177)蛋白表达是下降的。
Metrnl在皮肤伤口愈合中的重要作用及血管新生相关机制示意图。Metrnl-/-:代表Metrnl全身敲除小鼠;EC-Metrnl-/-:代表Metrnl内皮特异性敲除小鼠;WT:代表相应的野生型小鼠。
研究首次提出Metrnl缺乏可以通过AKT/eNOS信号通路,影响内皮血管新生功能从而延缓皮肤伤口的愈合。Metrnl作为分泌蛋白,其作用的受体,胞外胞内的作用机制值得进一步被研究。而且,Metrnl对于皮肤伤口愈合和血管新生相关疾病的治疗作用还可通过构建Metrnl过表达动物或者使用Metrnl重组蛋白进行确认。