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HIF-1α and HIF-2α redundantly promote retinal neovascularization in patients with ischemic retinal disease

视网膜 视网膜 新生血管 转录因子 癌症研究 医学 生物 血管生成 细胞生物学 神经科学 眼科 遗传学 基因
作者
Jing Zhang,Yaowu Qin,M. Martínez,Miguel Flores-Bellver,Murilo Rodrigues,Aumreetam Dinabandhu,Xuan Cao,Monika Deshpande,Qin Yu,Silvia Aparicio‐Domingo,Yuan Rui,Stephany Y. Tzeng,Shaima Salman,Jin Yuan,Adrienne W. Scott,Jordan J. Green,M. Valeria Canto‐Soler,Gregg L. Semenza,Silvia Montaner,Akrit Sodhi
出处
期刊:Journal of Clinical Investigation [American Society for Clinical Investigation]
卷期号:131 (12) 被引量:30
标识
DOI:10.1172/jci139202
摘要

Therapies targeting VEGF have proven only modestly effective for the treatment of proliferative sickle cell retinopathy (PSR), the leading cause of blindness in patients with sickle cell disease. Here, we shift our attention upstream from the genes that promote retinal neovascularization (NV) to the transcription factors that regulate their expression. We demonstrated increased expression of HIF-1α and HIF-2α in the ischemic inner retina of PSR eyes. Although both HIFs participated in promoting VEGF expression by hypoxic retinal Müller cells, HIF-1 alone was sufficient to promote retinal NV in mice, suggesting that therapies targeting only HIF-2 would not be adequate to prevent PSR. Nonetheless, administration of a HIF-2–specific inhibitor currently in clinical trials (PT2385) inhibited NV in the oxygen-induced retinopathy (OIR) mouse model. To unravel these discordant observations, we examined the expression of HIFs in OIR mice and demonstrated rapid but transient accumulation of HIF-1α but delayed and sustained accumulation of HIF-2α; simultaneous expression of HIF-1α and HIF-2α was not observed. Staggered HIF expression was corroborated in hypoxic adult mouse retinal explants but not in human retinal organoids, suggesting that this phenomenon may be unique to mice. Using pharmacological inhibition or an in vivo nanoparticle-mediated RNAi approach, we demonstrated that inhibiting either HIF was effective for preventing NV in OIR mice. Collectively, these results explain why inhibition of either HIF-1α or HIF-2α is equally effective for preventing retinal NV in mice but suggest that therapies targeting both HIFs will be necessary to prevent NV in patients with PSR.
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