Apelin在肺動脈高壓和急性肺損傷中的作用及機制.pdf

1、研究背景 Apelin是新發(fā)現(xiàn)的小分子活性多肽，為孤兒G蛋白偶聯(lián)受體-血管緊張素受體AT-1相關(guān)蛋白(APJ)的天然配體。在中樞與外周眾多的器官組織都已發(fā)現(xiàn)有Apelin和APJmRNA及蛋白的表達，如此廣泛的組織分布說明Apelin-APJ系統(tǒng)可能有著諸多的生物學效應(yīng)。Apelin和APJ在肺臟中共表達的水平最高，其次是在心臟中，提示Apelin-APJ系統(tǒng)在肺循環(huán)、心血管系統(tǒng)的生理穩(wěn)態(tài)維持中可能有特殊的意義。 Ape

2、lin-APJ在肺組織中高表達，具有調(diào)節(jié)循環(huán)穩(wěn)態(tài)、抗炎與抗病毒、調(diào)節(jié)免疫、促內(nèi)皮增殖及抗氧化損傷等功能，提示其與肺部疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系。雖然目前Apelin-APJ系統(tǒng)在肺循環(huán)調(diào)節(jié)中的生理與病理意義還遠未明了，但已有充分的證據(jù)提示：Apelin是一種多靶點、作用廣泛的新的內(nèi)源性保護因子(系統(tǒng))，Apelin-APJ系統(tǒng)對于生理狀態(tài)下肺循環(huán)穩(wěn)態(tài)的維持及相關(guān)的肺部疾病的發(fā)生發(fā)展可能具有特殊的作用。 另一方面，Apelin有

3、很強的心肌正性肌力和血管舒張作用，心室負荷增加時ApelinmRNA的表達顯著下調(diào)；外源性Apelin對于缺血再灌注大鼠心臟具有保護作用。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，重度心衰時，血漿Apelin水平下降。上述結(jié)果提示，Apelin在心臟疾病的病理生理過程中可能有著重要的作用。 目的 本課題擬通過觀察肺動脈高壓患者、慢性低氧性肺動脈高壓和ALI/ARDS大鼠內(nèi)源性Apelin-APJ系統(tǒng)的變化，以及外源性給予Apelin對ALI/ARD

4、S大鼠的保護作用，旨在探討Apelin-APJ系統(tǒng)在慢性低氧性肺動脈高壓和右心室肥大、ALI/ARDS發(fā)生發(fā)展中的作用與機制。 方法 1.為探討新發(fā)現(xiàn)的小分子活性肽Apelin在人肺動脈高壓(PH)中的作用，采用放射免疫法測定15例PH患者和16例健康對照者血漿Apelin的含量；用超聲診斷儀測定肺動脈收縮壓(PASP)。 2.為探討Apelin-APJ系統(tǒng)在大鼠低氧性肺動脈高壓發(fā)生發(fā)展中的變化，復(fù)制不同時間(1

5、、2、4wk)的常壓低氧(FiO29％～11％，F(xiàn)iCO2＜3％，8hr/d，6d/wk)性肺動脈高壓、右心室肥大的動物模型；采用放免法測定血漿、肺和右心室組織勻漿Apelin的含量；用半定量RT-PCR技術(shù)檢測肺和右心室ApelinmRNA、APJmRNA水平；用免疫組化檢測Apelin、APJ蛋白在肺小血管和右心室中的組織定位；血流動力學指標經(jīng)生理記錄儀記錄。 3.為探討Apelin-APJ系統(tǒng)在急性肺損傷中的變化和外源性A

6、pelin的保護作用及機制，采用油酸(OA，0.1ml/kg，i.v.)損傷的大鼠急性肺損傷模型；在靜注OA前1hr及OA后2hr，分別給予Apelin-36(2nmol/kg，i.p.)；肺組織質(zhì)膜Apelin受體的功能采用125I-Apelin-36放射性受體-配基結(jié)合試驗；血漿、肺組織勻漿和肺泡灌洗液中Apelin的含量、肺和右心室ApelinmRNA和APJmRNA水平及Apelin、APJ蛋白在肺小血管和右心室中組織定位的檢測

7、方法同上。同時測定動脈血氣，肺組織髓過氧化物酶(MPO)活性，血漿和肺組織勻漿丙二醛(MDA)、脂質(zhì)共軛烯(CD)含量。 結(jié)果與結(jié)論 1.肺動脈高壓病人血漿Apelin含量顯著低于健康對照組，且與肺動脈壓顯著負相關(guān)，表明具有舒張血管作用的Apelin含量絕對減少可能是一個導(dǎo)致肺動脈高壓的重要因素。 2.在1、2、4wk低氧性肺動脈高壓與右心室肥大大鼠模型上，動態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)：1)低氧各組肺動脈平均壓均高于正常對照組，

8、以低氧2wk組為最高；右心室肥大指數(shù)[右心室/(左心室+室間隔)重量比]隨低氧時間延長而逐漸增加。 2)低氧對肺Apelin-APJ系統(tǒng)的影響 (1)低氧1wk和2wk組大鼠血漿Apelin含量與正常對照組無顯著差別，而低氧4wk組顯著高于其它低氧各組和正常對照組。低氧1wk組肺組織勻漿Apelin含量顯著低于正常對照組，低氧2wk組與正常對照組、低氧1wk組無顯著差異，低氧4wk組明顯高于其它低氧各組和正常對照組，呈現(xiàn)

9、先降低后升高的趨勢。在基因水平，低氧1wk大鼠肺組織ApelinmRNA顯著低于正常對照組，低氧4wk組明顯高于低氧1wk組，低氧4wk組與低氧2wk組和正常對照組相比無顯著差別，呈現(xiàn)先降低后回升的趨勢。以上結(jié)果一方面提示在低氧性肺動脈高壓的形成過程中，ApelinmRNA和蛋白表達變化不完全相同；另一方面提示Apelin的絕對或相對不足可能與低氧性肺動脈高壓、肺血管重建密切相關(guān)。 (2)免疫組化結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Apelin主要表達于

10、肺細小動脈內(nèi)膜和外膜，中層平滑肌細胞基本無表達。正常對照組肺細小動脈內(nèi)膜Apelin表達強于外膜，低氧1wk和2wk組內(nèi)、外膜Apelin表達差異不顯著，低氧4wk組外膜表達強于內(nèi)膜。肺細小動脈內(nèi)、外膜Apelin分布的改變可能與肺動脈高壓、肺血管重建的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。目前對血管外膜在血管重建中的作用已日益引起人們的重視，Apelin在低氧時血管內(nèi)、外膜分布的改變值得深入的研究。 (3)低氧各組肺組織APJmRNA水平均明顯低于

11、正常對照組，低氧各組間無顯著差異，提示低氧可以抑制APJ基因轉(zhuǎn)錄，使Apelin的受體效應(yīng)減弱。 3)低氧對右心室Apelin-APJ系統(tǒng)的影響 (1)低氧各組右心室ApelinmRNA水平均顯著低于正常對照組，低氧各組間無顯著差異。低氧4wk組右心室APJmRNA水平顯著低于正常對照組和低氧2wk組，提示低氧時Apelin與APJ基因轉(zhuǎn)錄同時受到抑制，使Apelin-APJ的作用減弱，這可能與右心室肥大的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)

12、。 (2)免疫組化結(jié)果表明正常大鼠右心室心肌細胞APJ主要表達于細胞膜上，胞漿內(nèi)有弱表達；低氧1wk組細胞膜及胞漿內(nèi)表達均較弱，低氧2wk和4wk組以胞漿為主，細胞膜上表達相對較弱，而低氧4wk組胞漿內(nèi)表達最明顯。提示低氧可能導(dǎo)致受體內(nèi)化，使受體下調(diào)，APJ的受體效應(yīng)更為減弱。 3.在油酸型急性肺損傷大鼠模型上，發(fā)現(xiàn)： (1)油酸組大鼠血漿、肺泡灌洗液中的Apelin含量明顯高于正常對照組，而肺組織勻漿中的含量則

13、顯著低于正常對照組；但油酸組肺組織ApelinmRNA表達明顯上調(diào)。與正常對照組相比，油酸組肺組織APJ最大結(jié)合位點(Bmax)明顯增高，解離常數(shù)(Kd值)不變，APJmRNA的表達下調(diào)。 (2)Apelin組PaO2顯著高于油酸組；而肺濕/干重比、肺泡灌洗液中中性白細胞的數(shù)量、肺組織MPO活性、血漿和肺組織的MDA和CD濃度顯著低于油酸組。 以上結(jié)果表明，Apelin-APJ系統(tǒng)與大鼠油酸型急性肺損傷有關(guān)，外源性給予A