低氧性肺动脉高压(HPH)是慢性阻塞性肺病、慢性高原病和新生儿肺病等临床众多心、肺疾病发病的关键环节。研究认为缺氧所致肺微小动脉内皮损伤是肺动脉高压的起始环节,血管内皮细胞损伤后,血管内皮合成和分泌的各种血管舒缩因子平衡失调、肺动脉收缩、逐渐形成后期的肺血管重建,其中NO及NOS参与了HPH的发生、发展。我们前期研究发现选择性κ-阿片受体激动剂U50,488H可有效舒张HPH大鼠离体肺动脉环,缓解低氧诱导的血管内皮结构紊乱,在整体可显著降低HPH大鼠的平均肺动脉压,并且这些作用与NO密切相关,本课题拟在前期研究的基础上,从整体、组织和细胞三个水平进一步研究κ-阿片肽改善内皮功能的信号机制,以期初步阐明NO信号途径在κ-阿片受体介导的抗HPH的作用机制,预期结果可为认识HPH提供新的学术见解,也可为临床防治HPH提供新策略。
κ-opioid receptor;hypoxia;Endothelial dysfunction;Nitric oxide;Akt
缺氧所致肺微小动脉内皮损伤是低氧性肺动脉高压(HPH)的起始环节,血管内皮细胞损伤后,内皮合成和分泌的各种血管舒缩因子失平衡、肺动脉收缩和肺血管重建,其中NO及NOS等分子的水平下调参与了HPH的发生、发展。本研究从整体、组织和细胞三个水平研究κ-阿片受体(κ-OR)激动剂U50,488H改善内皮功能的信号机制,以期初步阐明NO信号途径在κ-OR介导的抗HPH的作用机制。在整体水平,低氧2周即可形成稳定的HPH,表现为平均肺动脉压、右心室压力和右心肥厚指数明显增加。给予U50,488H可明显抑制HPH大鼠的上述指标。另外,低氧一方面通过提高iNOS活性,降低eNOS活性及其磷酸化水平,另一方面降低肺血管总抗氧化能力,增加超氧阴离子和硝基酪氨酸的表达,最终促使NO破坏增加,从而使肺血管功能受损,而U50,488H则通过激活κ-OR抑制了iNOS活性,提高了eNOS活性及其磷酸化水平进而促进NO生成,并通过增加肺血管总抗氧化能力,抑制超氧阴离子生成和硝基酪氨酸的表达来减少NO的破坏,两方面均促使NO水平升高,从而使肺血管功能明显改善。在血管水平,血管张力测定表明HPH大鼠的二级肺动脉对内皮依赖性舒张剂ACh的反应性较正常组明显降低,而给予U50,488H则使低氧2周大鼠的同级肺动脉对ACh的反应性较HPH大鼠明显增强。但三组对非内皮依赖性舒张剂的反应性没有明显差异。说明低氧2周可损伤肺动脉内皮,对平滑肌的功能无明显损伤,而U50,488H可改善内皮功能。在细胞水平进一步研究其潜在机制,结果显示低氧可诱导肺微血管内皮细胞(PMVECs)凋亡,并可降低其NO生成水平,还导致Akt 和eNOS的磷酸化水平降低,而U50,488H可抑制低氧诱导的PMVECs凋亡,上调其上清液中NO的水平,并且上调Akt 和eNOS的磷酸化水平。而提前给予κ-OR阻断剂nor-BNI、PI3K抑制剂,Akt抑制剂以及L-NAME等均可抑制U50,488H的这一作用。说明U50,488H对PMVECs的抗凋亡作用是通过激活κ-OR,进而激活PI3K /Akt /NOS信号通路促进NO生成而实现的。结论U50,488H激活肺动脉内皮上κ-OR改善内皮功能是依赖Akt/NO介导的,其潜在机制可能是U50,488H上调肺动脉的eNOS活性及其磷酸化水平,下调iNOS活性,发挥抗氧化与抗硝基化的作用。