ING4及MORG1調(diào)控缺氧誘導(dǎo)因子脯氨酸羥化酶在缺氧性肺動(dòng)脈高壓形成中的作用.pdf

1、背景:
　　缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)是機(jī)體組織細(xì)胞適應(yīng)缺氧的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子,在缺氧性肺動(dòng)脈高壓(HPH)也起十分重要的作用,是缺氧性肺血管重塑形成中調(diào)控目標(biāo)基因表達(dá)的“分子開關(guān)”。氧感受器-缺氧誘導(dǎo)因子脯氨酰羥化酶(PHD1,PHD2, PHD3)通過氧依賴性的催化HIFs特定脯氨酸殘基的羥基化反應(yīng)從而介導(dǎo)其降解,在HIFs轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控過程中具有重要作用。多種分子生物活性物質(zhì)可通過不同途徑影響PHDs的表達(dá)和活性,研究表明ING4

2、可與PHD2結(jié)合并進(jìn)而影響HIFs靶基因的表達(dá),MORG1作為支架蛋白與PHD3結(jié)合并使其發(fā)揮最大催化活性。
　　目的:
　　研究大鼠HPH模型和COPD患者肺動(dòng)脈高壓形成過程中MORG1、ING4表達(dá)變化的規(guī)律及其與PHDs、HIF-1α間的相互關(guān)系,闡明MORG1、ING4調(diào)控PHDs在HPH發(fā)生、發(fā)展過程中的作用,為尋找HPH治療的新的藥物靶標(biāo)提供理論依據(jù)。
　　方法:實(shí)驗(yàn)共分兩部分。第一部分實(shí)驗(yàn)復(fù)制HPH大鼠模

3、型(10％O2,每天間斷缺氧8小時(shí),共21天),在缺氧0天(對(duì)照組)、3天、7天、14天和21天不同時(shí)間點(diǎn),用右心導(dǎo)管法測(cè)定大鼠平均肺動(dòng)脈壓(mPAP),稱量法計(jì)算右心室肥大指數(shù)(RVHI),HE染色進(jìn)行肺小動(dòng)脈重塑(HPVR)指標(biāo)觀察。原位雜交、RT-PCR檢測(cè)肺內(nèi)MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α的mRNA表達(dá)水平及部位,免疫組化、western blot檢測(cè)MORG1、ING4、PHD1、PHD2、P

4、HD3及HIF-1α的蛋白質(zhì)表達(dá)水平及部位。第二部分通過HE染色檢測(cè)COPD患者和對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈形態(tài)學(xué)改變,應(yīng)用原位雜交和免疫組化檢測(cè)肺小動(dòng)脈壁內(nèi)MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α的表達(dá)水平,應(yīng)用免疫組化檢測(cè)肺小動(dòng)脈壁內(nèi)MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α蛋白質(zhì)表達(dá)水平。
　　結(jié)果:
　　(1)缺氧7d后mPAP開始上升,與對(duì)照組比較差異有顯著性(P<0.05),

5、缺氧14 d達(dá)高水平并維持與此水平。缺氧14 d后出現(xiàn)肺血管重塑和RVHI增加(P<0.05,與對(duì)照組比)。HIF-1α蛋白在對(duì)照組肺內(nèi)表達(dá)不明顯,缺氧3d組表達(dá)均開始升高(P<0.05,與對(duì)照組比),缺氧7d達(dá)高峰,14d和21d稍下降。HIF-1αmRNA在對(duì)照組肺動(dòng)脈和肺組織表達(dá)陽(yáng)性,缺氧14d后表達(dá)略增高(與對(duì)照組比較P<0.05)。
　　(2)對(duì)照組 PHD1蛋白質(zhì)呈陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d、7d后無(wú)明顯變化,缺氧14d下降,

6、缺氧21d保持較低水平。PHD1mRNA缺氧14d略升高,與對(duì)照組比差異無(wú)顯著性(P>0.05)。對(duì)照組PHD2蛋白質(zhì)呈陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d增高,缺氧14d達(dá)高峰,缺氧21d保持較高水平。對(duì)照組PHD2 mRNA呈弱陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d和缺氧14d表達(dá)明顯增高,缺氧21d保持高水平。對(duì)照組PHD3蛋白質(zhì)呈弱陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d明顯增高,缺氧7d保持高水平,缺氧14和21d下降。對(duì)照組肺小血管PHD3mRNA呈弱陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d后迅速增高,缺

7、氧14d達(dá)高峰,缺氧21d保持高水平。
　　(3)對(duì)照組MORG1蛋白質(zhì)呈陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d和7d表達(dá)增高,與缺氧14d達(dá)到高峰。對(duì)照組MORG1mRNA呈弱陽(yáng)性表達(dá),缺氧14d明顯增高,缺氧21天保持在高水平。對(duì)照組ING4蛋白質(zhì)呈弱陽(yáng)性表達(dá),缺氧3d和7d后表達(dá)增高,與缺氧14d達(dá)高峰,缺氧21天稍有下降。對(duì)照組ING4mRNA呈陽(yáng)性表達(dá),與缺氧7d表達(dá)顯著增高,與缺氧14d和21d表達(dá)稍有下降但仍高于對(duì)照組。直線相關(guān)分析表明

8、,在缺氧組大鼠中MORG1蛋白質(zhì)與HIF-1α、PHD3蛋白質(zhì)及mPAP、RVHI、WA%呈正相關(guān),ING4蛋白質(zhì)與HIF-1α蛋白質(zhì)及mPAP、RVHI、WA%呈負(fù)相關(guān)。
　　(4)COPD患者肺小血管HIF-1α mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)均增高,蛋白質(zhì)增高更明顯,COPD患者 PHD1 mRNA與對(duì)照組比較差異無(wú)顯著性意義,PHD2、PHD3 mRNA表達(dá)明顯增高,PHD1蛋白質(zhì)表達(dá)水平降低,PHD2蛋白質(zhì)水平升高,PHD3較對(duì)照

9、組比較差異無(wú)顯著性。COPD組MORG1蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)均增高,與對(duì)照組比較差異有顯著性。COPD組ING4蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)均降低,與對(duì)照組比較差異有顯著性。
　　結(jié)論:
　　1、大鼠肺動(dòng)脈高壓模型中PHDs對(duì)HIF-α的調(diào)節(jié)具有相對(duì)選擇性。缺氧導(dǎo)致PHDs表達(dá)及活性降低可能是缺氧性肺動(dòng)脈高壓(HPH)發(fā)生發(fā)展的重要發(fā)病機(jī)制。
　　2、在大鼠肺動(dòng)脈高壓模型中MORG1可能作為分子支架蛋白,與PHD3結(jié)合,從而調(diào)