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文檔簡(jiǎn)介
1、肺高壓(pulmonary hypertension,PH)的特點(diǎn)是肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs)靜息胞漿游離Ca2+濃度(intracellular free calcium concentration,[Ca2+]i)增高、血管收縮增強(qiáng)和血管重塑。近來(lái)研究表明經(jīng)典瞬時(shí)感受器電位(canonical transient receptor potential
2、,TRPC)蛋白、間質(zhì)相互作用分子(stromal interaction molecule,STIM)和Orai是鈣池操縱性鈣內(nèi)流(sotre-operated calcium entry,SOCE)激活機(jī)制中的重要分子,活化T細(xì)胞核因子(nuclear factor of activated T cells,NAFTc)與細(xì)胞增殖有關(guān),在慢性低氧性肺高壓(chronic hypoxia-induced pulmonary hyper
3、tension,CHPH)和野百合堿(monocrotaline,MCT)致PH大鼠中TRPC介導(dǎo)的SOCE增強(qiáng)。本研究進(jìn)一步在CHPH大鼠模型基礎(chǔ)上,觀察STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路在CHPH發(fā)病過(guò)程中的作用;采用NFATc間接抑制劑環(huán)孢素(cyclosporin A,CsA)預(yù)處理,觀察其對(duì)CHPH大鼠的影響,以進(jìn)一步明確STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路的作用;并觀察人參皂苷 Rb1(Ginsen
4、oside Rb1,Rb1)對(duì) CHPH大鼠肺動(dòng)脈(pulmonary arteries,PAs)SOCE的作用,以期為PH治療提供新的靶向藥物。
第一部分 CHPH大鼠肺動(dòng)脈STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路的變化
目的:觀察STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路在CHPH大鼠發(fā)病過(guò)程中的作用,及其病理生理學(xué)意義。
方法:在SD大鼠常壓慢性低氧(chronic hypoxia,CH
5、)21 d建立CHPH大鼠模型的基礎(chǔ)上,采用:①血流動(dòng)力學(xué)和PAs形態(tài)學(xué)檢測(cè)方法,測(cè)定大鼠右心室收縮壓(right ventricular systolic pressure,RVSP)、右心重量指數(shù)(right ventricular mass index,RVMI)和PAs形態(tài)的變化;②熒光定量PCR和Western blot檢測(cè)方法,測(cè)定大鼠PAs STIM-Orai/TRPC-NFATc mRNA表達(dá)水平,及表達(dá)上調(diào)m
6、RNA的時(shí)間曲線;③血管環(huán)張力檢測(cè)方法,測(cè)定釓離子(gadolinium,Gd3+)舒張內(nèi)皮素-1(endothelin-1,ET-1)收縮大鼠 PAs效應(yīng),及環(huán)匹阿尼酸(cyclopiazonic acid,CPA)誘導(dǎo)大鼠PAs收縮效應(yīng);④Mn2+淬滅Fura-2熒光和Fluo-3熒光檢測(cè)[Ca2+]i方法,測(cè)定CPA誘導(dǎo)大鼠PASMCs胞膜Ca2+內(nèi)流速率和[Ca2+]i升高的作用;⑤MTT法,測(cè)定大鼠PASMCs的增殖情況;⑥時(shí)
7、間曲線和線性相關(guān)分析方法,觀察表達(dá)上調(diào)mRNA之間的相關(guān)性,以及與CPA誘導(dǎo)PAs收縮效和RVSP之間的相關(guān)性。
結(jié)果:與正常對(duì)照組相比,①CHPH模型大鼠的RVSP和RVMI均顯著增高,肺內(nèi)小動(dòng)脈管壁增厚,管腔狹窄,提示CHPH大鼠模型成功建立;②CHPH大鼠PAs STIM2-Orai2-TRPC1/6-NFATc2/3 mRNA和STIM2-Orai2-TRPC1/6蛋白表達(dá)明顯增高,提示CHPH的STIM2-Orai2
8、-TRPC1/6-NFATc2/3表達(dá)上調(diào);③CHPH大鼠的ET-1收縮PAs效應(yīng)顯著增高,且Gd3+對(duì)ET-1收縮PAs效應(yīng)的舒張作用也顯著增大,提示CHPH大鼠PAs的高ET-1反應(yīng)性和SOCE功能增強(qiáng);④CHPH大鼠的CPA誘導(dǎo)PAs收縮效應(yīng)顯著增高,進(jìn)一步提示CHPH大鼠PAs SOCE功能增強(qiáng);⑤CHPH大鼠 PASMCs的靜息[Ca2+]i、CPA誘導(dǎo)胞膜 Ca2+內(nèi)流速率和[Ca2+]i升高幅度均顯著增高,提示CHPH大鼠
9、PASMCs SOCE功能增強(qiáng),且其可能是引起靜息[Ca2+]i增高的重要因素;⑥CHPH大鼠PASMCs的增殖活性增強(qiáng),提示CHPH大鼠PASMCs NFATc介導(dǎo)的功能增強(qiáng);⑦Orai2-TRPC1-NFATc3表達(dá)上調(diào)和CPA誘導(dǎo)PAs收縮效應(yīng)均先于RVSP的升高,且Orai2-TRPC1和CPA誘導(dǎo)PAs收縮效應(yīng)與其它因素均具有很強(qiáng)的相關(guān)性,提示Orai2/TRPC1及其介導(dǎo)的SOCE功能增強(qiáng)可能是該信號(hào)通路的核心環(huán)節(jié)和啟動(dòng)因素
10、。
結(jié)論:CH可誘導(dǎo)大鼠產(chǎn)生 PH;其機(jī)制可能是 CHPH大鼠的STIM2-Orai2-TRPC1-NFATc2/3表達(dá)上調(diào),引起 STIM2-Orai2/TRPC1所介導(dǎo)的SOCE功能增強(qiáng)和NFATc2/3介導(dǎo)的PASMCs增殖活性增強(qiáng),導(dǎo)致[Ca2+]i增高、PAs血管收縮增強(qiáng)、PAs對(duì) ET-1的高反應(yīng)性、血管平滑肌增殖和血管重塑;并且Orai2/TRPC1及其介導(dǎo)的SOCE功能增強(qiáng)可能是CHPH致病過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)和啟
11、動(dòng)因素。
第二部分環(huán)孢素A干預(yù)對(duì)CHPH大鼠肺動(dòng)脈STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路的作用
目的:觀察 CsA預(yù)處理對(duì) CHPH大鼠的影響,以進(jìn)一步明確STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路在大鼠CHPH發(fā)病過(guò)程中的作用
方法:在1.25%CsA隔天腹腔注射25 mg/kg干預(yù)CHPH大鼠模型的基礎(chǔ)上,采用:①血流動(dòng)力學(xué)和PAs形態(tài)學(xué)檢測(cè)方法,測(cè)定大鼠RVSP、RVMI和PAs形態(tài)的
12、變化;②熒光定量PCR檢測(cè)方法,測(cè)定大鼠PAs STIM-Orai/TRPC-NFATc mRNA表達(dá)水平的變化;③血管環(huán)張力檢測(cè)方法,測(cè)定Gd3+舒張ET-1收縮大鼠PAs效應(yīng),及 CPA誘導(dǎo)大鼠 PAs收縮效應(yīng)的變化;④Mn2+淬滅 Fura-2熒光和Fluo-3熒光檢測(cè)[Ca2+]i方法,測(cè)定CPA誘導(dǎo)大鼠PASMCs胞膜Ca2+內(nèi)流速率和[Ca2+]i升高作用的變化;⑤MTT法,測(cè)定大鼠PASMCs增殖情況的變化;⑥時(shí)間曲線分析
13、方法,RVSP和RVMI變化的時(shí)間關(guān)系。
結(jié)果:與CH組相比,①CsA干預(yù)大鼠的RVSP和RVMI顯著降低,肺內(nèi)小動(dòng)脈管壁變薄,管腔增大,提示CsA干預(yù)能抑制CHPH大鼠模型;②CsA干預(yù)大鼠PAs Orai2-TRPC1-NFATc2/3 mRNA表達(dá)顯著減小,但對(duì)STIM2 mRNA表達(dá)無(wú)影響,提示 CsA干預(yù)抑制 CHPH大鼠 Orai2-TRPC1-NFATc2/3表達(dá)上調(diào);③CsA干預(yù)大鼠的ET-1收縮PAs效應(yīng)顯著
14、減小,且Gd3+對(duì)ET-1收縮PAs效應(yīng)的舒張作用也顯著減小,提示CsA干預(yù)抑制CHPH大鼠PAs的高ET-1反應(yīng)性和SOCE功能增強(qiáng);④CsA干預(yù)大鼠的CPA誘導(dǎo)PAs收縮效應(yīng)顯著減小,進(jìn)一步提示CsA干預(yù)抑制CHPH大鼠Pas的SOCE功能增強(qiáng);⑤CsA干預(yù)顯著下降CHPH大鼠PASMCs靜息[Ca2+]i、CPA誘導(dǎo)胞膜Ca2+內(nèi)流速率和[Ca2+]i升高幅度,提示CsA干預(yù)抑制CHPH大鼠PASMCs的SOCE功能增強(qiáng),且其可能
15、是靜息[Ca2+]i下降的重要因素;⑥CsA干預(yù)大鼠PASMCs的增殖活性減弱,提示CsA干預(yù)抑制CHPH大鼠PASMCs NFATc介導(dǎo)的功能增強(qiáng);⑦CsA干預(yù)無(wú)法抑制RVSP初期的升高,但可使RVSP后期的升高幅度顯著下降及RVSP最高值提前,并可抑制RVMI的增加,提示在CHPH致病過(guò)程中血管收縮增強(qiáng)可能起著啟動(dòng)作用,而血管增殖和重塑可能起著鞏固和加強(qiáng)作用。
結(jié)論:CsA干預(yù)能抑制CHPH大鼠模型;其機(jī)制可能是CsA干預(yù)
16、下調(diào)CHPH 大鼠Orai2-TRPC1-NFATc2/3的表達(dá),抑制Orai2/TRPC1介導(dǎo)的SOCE功能增強(qiáng)和NFATc2/3介導(dǎo)的PASMCs增殖活性增強(qiáng),導(dǎo)致靜息[Ca2+]i下降、PAs血管收縮減弱、PAs對(duì)ET-1的反應(yīng)性減輕、血管平滑肌增殖減弱和血管重塑減輕。血管收縮增強(qiáng)在 CHPH致病過(guò)程中可能起著啟動(dòng)作用,而血管增殖和重塑可能起著鞏固和加強(qiáng)作用。
第三部分人參皂苷Rb1對(duì)CHPH大鼠肺動(dòng)脈SOCE
17、的作用
目的:觀察Rb1對(duì)正常大鼠和CHPH大鼠 PAs的血管效應(yīng)和機(jī)制,為PH治療提供新的靶向藥物。
方法:在CHPH大鼠模型的基礎(chǔ)上,采用PAs血管環(huán)張力檢測(cè)、Mn2+淬滅Fura-2熒光和Fluo-3熒光檢測(cè)[Ca2+]i方法,觀察:①Rb1對(duì)正常大鼠PAs的血管效應(yīng);②Rb1對(duì)ET-1誘導(dǎo)正常大鼠和CHPH大鼠PAs收縮的作用;③Rb1對(duì)CPA誘導(dǎo)正常大鼠和CHPH大鼠PAs收縮的作用;④Rb1對(duì)CPA誘導(dǎo)正
18、常大鼠和CHPH大鼠PASMCs胞膜Ca2+內(nèi)流速率的影響;⑤Rb1對(duì)CPA誘導(dǎo)正常大鼠和CHPH大鼠PASMCs[Ca2+]i升高的影響。
結(jié)果:①Rb1對(duì)KCl、ET-1和Nif預(yù)處理ET-1收縮正常大鼠PAs效應(yīng)均具有濃度依賴性舒張作用,且對(duì)ET-1收縮的舒張作用最顯著,提示Rb1對(duì)正常大鼠 PAs收縮效應(yīng)的舒張作用主要通過(guò)阻斷非電壓依賴性 Ca2+內(nèi)流產(chǎn)生的事;②Rb1預(yù)處理可抑制 ET-1對(duì)正常大鼠和CHPH大鼠 P
19、As的收縮效應(yīng),且可抑制CHPH大鼠PAs對(duì)ET-1的高反應(yīng)性,從另一方面支持其作用機(jī)制主要通過(guò)阻斷非電壓依賴性Ca2+內(nèi)流;③Rb1對(duì)ET-1預(yù)收縮正常大鼠和CHPH大鼠PAs效應(yīng)具有顯著舒張作用,且對(duì)CHPH大鼠PAs的作用更強(qiáng),但在Gd3+舒張ET-1預(yù)收縮后無(wú)進(jìn)一步明顯的舒張作用,提示Rb1主要是通過(guò)抑制SOCE,發(fā)揮其對(duì)大鼠PAs收縮環(huán)效應(yīng)的舒張作用;④Rb1預(yù)處理可顯著抑制 CPA誘導(dǎo)正常大鼠和CHPH大鼠PAs的收縮效應(yīng),
20、且對(duì)CHPH大鼠PAs的抑制作用更強(qiáng),進(jìn)一步提示Rb1可通過(guò)抑制SOCE抑制大鼠PAs的收縮效應(yīng),且也抑制CHPH大鼠PAs SOCE功能增強(qiáng);⑤Rb1對(duì)CPA誘導(dǎo)預(yù)收縮正常大鼠和CHPH大鼠PAs效應(yīng)也具有顯著舒張作用,從另一方面支持Rb1通過(guò)抑制SOCE舒張大鼠PAs的收縮效應(yīng);⑥Rb1可抑制CPA誘導(dǎo)正常大鼠和CHPH大鼠PASMCs胞膜Ca2+內(nèi)流速率和[Ca2+]i升高的作用,提示Rb1可抑制大鼠PASMCs的SOCE功能。<
21、br> 結(jié)論:Rb1通過(guò)抑制SOCE,發(fā)揮其抑制和舒張大鼠PAs血管的收縮效應(yīng),并且可抑制CHPH大鼠PAs的SOCE功能增強(qiáng)。
綜上所述,STIM-Orai/TRPC-NFATc信號(hào)通路在CHPH致病過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。CH通過(guò)上調(diào) STIM2-Orai2-TRPC1-NFATc2/3表達(dá),介導(dǎo) SOCE功能和PASMCs增殖活性增強(qiáng),導(dǎo)致靜息[Ca2+]i增高、PAs血管收縮增強(qiáng)、血管平滑肌增殖和血管重塑,誘發(fā)PH。Cs
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