DNA甲基化在低氧誘導的肺動脈高壓中的作用.pdf

1、背景：低氧性肺動脈高壓的肺血管重構和右心重構在復氧后可發(fā)生顯著的逆轉，但其機制不明。DNA甲基化是表觀遺傳調控的重要機制。在外界刺激下，細胞的 DNA甲基化可發(fā)生動態(tài)改變，調控基因表達，參與各種病理生理過程。DNA甲基化主要受 DNA甲基轉移酶家族（DNMTs）的調控，已有研究指出 DNMTs在血管性疾病及腫瘤中均發(fā)揮重要作用，但其在肺動脈高壓中的研究甚少。
　　目的：本研究旨在構建低氧誘導的肺動脈高壓大鼠模型和復氧后肺動脈高壓逆

2、轉模型，并探討 DNA甲基轉移酶家族蛋白在肺動脈高壓肺血管重構和右心重構及其逆轉后的表達變化和潛在作用。
　　方法：將大鼠置于低壓氧艙內，持續(xù)飼養(yǎng)3周，構建低氧性肺動脈高壓大鼠模型。低氧模型構建成功后，將大鼠轉入正常外界環(huán)境，持續(xù)飼養(yǎng)6周，構建低氧后復氧的肺動脈高壓逆轉大鼠模型。在缺氧和復氧的連續(xù)時間點上，利用超聲心動圖、右心導管檢查和組織病理學檢查來鑒定其表型。利用 Western blot、免疫組化等方法檢測正常對照組、低氧3

3、周組和復氧3周組大鼠肺組織和右心組織中Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b和Dnmt3L蛋白的表達情況。
　　結果：
　　1.持續(xù)低氧構建的肺動脈高壓大鼠模型的鑒定。持續(xù)低氧處理后，大鼠肺動脈加速時間（PAAT）逐漸下降。低氧3周組大鼠的 PAAT（ n=8，14.4±1.8ms）降至正常對照組（ n=6，33.4±3.7ms）的43％。持續(xù)低氧處理后，大鼠右心室游離壁厚度（RVWT）、肺動脈平均壓（mPAP）、右心室收縮

4、壓（RVSP）和右心室肥厚指數(shù)（RV/LV+S）均逐漸升高，低氧3周組大鼠的 RVWT（ n=8，1.04±0.26mm）升高至正常對照組（n=6，0.70±0.14mm）的1.5倍。低氧3周組大鼠的 mPAP（n=8，31.68±5.67mmHg）升至正常對照組（ n=6，14.63±2.39mmHg）的2.2倍，低氧3周組大鼠的RVSP（n=8，47.86±5.54mmHg）升至正常對照組（n=6，23.33±1.90mmHg）的2

5、.1倍。RV/LV+S在低氧3周組（ n=8，0.412±0.08）大鼠中升高至正常對照組（ n=6，0.225±0.021）的1.8倍。病理染色顯示，在低氧3周組大鼠出現(xiàn)明顯肺動脈重塑和右心重構。低氧3周組大鼠的肺小動脈血管壁厚度百分比（WT%）（n=3，0.42±0.02%）為正常對照組（n=3，0.23±0.04%）的1.8倍，低氧3周組大鼠的肺小動脈血管壁面積百分比（WA%）（n=3，0.72±0.08%）為正常對照組（n=3，

6、0.49±0.11%）的1.5倍。
　　2.低氧后復氧的肺動脈高壓逆轉大鼠模型的鑒定。低氧后復氧處理的大鼠 PAAT逐漸升高。復氧6周組大鼠的 PAAT（n=8，23.2±3.7ms）升高至低氧3周組（n=8，14.4±1.8ms）的1.6倍，但復氧6周組大鼠的 PAAT仍低于正常對照組（ n=6，33.4±3.7ms）水平。而低氧后復氧處理的大鼠的 RVWT、mPAP、RVSP和 RV/LV+S逐漸下降。復氧3周組（n=8）大鼠

7、的 RVWT降至0.65±0.05mm，與正常對照組（ n=6，0.70±0.14ms）之間無差異。復氧6周組大鼠的 mPAP（n=8，19.25±3.54mmHg）與正常對照組（n=6，14.63±2.39mmHg）之間無差異，但仍高于正常對照組（n=6，23.33±1.90mmHg）。復氧3周組（ n=8）大鼠的 RV/LV+S下降至0.248±0.070，與正常對照組（ n=6，0.225±0.021）和復氧6周組（n=8，0.2

8、53±0.034）之間均無差異。病理染色也提示復氧3周后右心重構完全逆轉，而大鼠肺血管重塑并未完全逆轉。相對于低氧3周組大鼠的WT%，復氧3周組（n=3，0.32±0.05%）大鼠的WT%下降了24%，但復氧3周組大鼠的 WT%仍高于正常對照組。復氧3周組（ n=3）大鼠的 WA%（0.54±0.08%）下降至低氧3周組的75%，但與正常對照組之間并無差異。
　　3. DNMTs在正常對照組、低氧3周組和復氧3周組肺組織的表達情況

9、。Dnmt1和 Dnmt3a蛋白在3組大鼠肺組織中的表達無差異。Dnmt3b蛋白在低氧3周組大鼠和復氧3周組大鼠肺組織的表達量均是正常對照組的3倍，而在低氧3周組大鼠和復氧3周組大鼠肺組織的表達無差異。Dnmt3L蛋白在低氧3周組大鼠肺組織中的表達水平下降至正常對照組的59%，復氧3周組大鼠肺組織中Dnmt3L蛋白表達水平是低氧3周組的3倍，與正常對照組相比無差異。
　　肺組織的免疫組化結果顯示，Dnmt3b蛋白主要表達于肌化的肺

10、血管和支氣管平滑肌。Dnmt3b蛋白在低氧3周組大鼠肺組織中表達明顯升高，而在復氧3周組大鼠肺組織中表達下降。
　　4. DNMTs在正常對照組、低氧3周和復氧3周組右心組織的表達情況。Dnmt1和 Dnmt3L在3組大鼠右心組織的表達無差異。Dnmt3a蛋白在低氧3周組大鼠右心組織的表達水平與正常對照組之間無差異，而復氧3周組大鼠右心組織中Dnmt3a蛋白的表達量較低氧3周組下降40%。Dnmt3b蛋白在低氧3周組大鼠右心組織的

11、表達是正常對照組的1.88倍，復氧3周組大鼠右心組織的表達量較低氧3周組下降41%，與正常對照組無明顯差異。
　　結論：
　　1.連續(xù)低氧3周大鼠的肺動脈平均壓和右心室肥厚指數(shù)均升高2倍，提示低氧誘導的肺動脈高壓模型構建成功；
　　2.復氧3周后大鼠的肺血管重塑和右心重構均發(fā)生了部分或完全逆轉；
　　3. DNMTs家族中Dnmt3b在低氧誘導的肺血管重塑和右心重構中均顯著升高，提示Dnmt3b可能在肺血管重塑和