肺血管重构是低氧相关性肺动脉高压的重要解剖性因素之一。申请者在前期研究中发现,肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)中的细胞周期蛋白D1(cyclin D1)异常高表达可引起肺血管重构。在结合国际最新报道后,我们提出神经元衍生的孤核受体1(NOR-1)可能通过cyclin D1和细胞凋亡抑制蛋白2(cIAP2)的双重途径来调控PASMCs的增殖/凋亡平衡,并参与低氧性肺血管重构。本项目利用大鼠缺氧模型和人肺组织标本,以重组腺相关病毒为干预工具,采用免疫组化、荧光PCR、蛋白印迹、RNA干扰等方法,从组织水平、细胞水平及动物体内水平等多个层次来观察NOR-1在肺血管中的表达,研究NOR-1对PASMCs增殖/凋亡平衡的调控及其在低氧性肺血管重构中的作用,并进一步探讨NOR-1作用的上下游分子机制。该项目通过研究NOR-1参与低氧性肺血管重构的分子机制,旨在为肺动脉高压提供可能的新干预靶点。
pulmonary vascular remodeling;smooth muscle cell;proliferation;cyclin D1;NOR1
肺血管重构是肺动脉高压的主要解剖性因素,但其具体分子机制尚不是十分清楚。孤核受体NOR1属于核受体家族,参与了神经系统疾病、新陈代谢及体循环血管损伤后狭窄等病理过程。本项目研究了NOR1在低氧性肺血管重构中的作用机制,及其对下游靶基因的调控。获得的主要研究结果如下。 (1)NOR1在低氧患者及肺动脉高压大鼠模型中表达均显著升高。不管是在手术切除的人肺组织标本中,还是在动物模型中,我们都发现低氧可以诱导肺血管中NOR1、cIAP2及cyclin D1的mRNA及蛋白水平均明显升高。 (2)NOR1可促进人肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)体外增殖。在低氧、FBS刺激或NOR1过表达质粒的转染条件下,PASMCs体外增殖明显加快,其NOR1及cyclin D1的表达也明显升高。在阻断NOR-1的表达后,细胞增殖和cyclin D1表达也得到明显的抑制。 (3)cyclin D1是肺动脉高压干预的潜在靶点。在肺动脉高压的大鼠模型中,我们通过气道注射cyclin D1的shRNA干扰质粒,可以显著抑制肺小血管重构。此外,通过抑制cyclin D1的其他上游靶基因(如CTGF),同样可以显著减轻肺小血管重构。 (4)NOR1在肺动脉高压治疗中的价值。在肺动脉高压的大鼠模型中,通过气道注射针对NOR1基因的特异性shRNA质粒载体后,不但NOR1的表达得到抑制,其下游的cIAP2、cyclin D1等蛋白表达水平也明显下降,同时肺小血管的肌化和血管重构也有所减轻。 (5)本项目的所有研究结果最终发表SCI论文4篇,中文核心期刊论文1篇,国际及国内会议论文4篇,培养毕业硕士生1名,在读硕士生1名,获得苏州市自然科学优秀论文三等奖1项。 本研究显示,低氧可以诱导人和大鼠肺血管中NOR1的高表达,并导致下游cyclin D1及cIAP2过表达,促进肺动脉平滑肌细胞异常增殖,最终形成肺血管重构。通过基因治疗的方法抑制NOR1或cyclin D1或CTGF的表达,可以显著减轻肺血管重构。以上结果有可能为肺动脉高压靶向治疗的新途径提供前期的基础资料,但是其具体作用和机制仍需进一步的后续研究。