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目的:新生儿持续性肺动脉高压(persisent pulmonary hypertension of the newborn,PPHN)主要病理变化以前期可逆的肺血管收缩和后期不可逆的肺血管重塑为主要特征,肺血管重塑以血管中层滑肌细胞的增殖最为突出。众多因素可以引起肺动脉平滑肌细胞的增殖,但是目前关于肺动脉平滑肌细胞增殖的机制并不完全清楚,因此探索肺动脉平滑肌细胞的增殖发病机制非常有意义。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)属于核受体家族,在细胞分化、发育、代谢、炎症和肿瘤的发生中起着关键作用。正常条件下,PPAR-γ广泛表达于人类的肺血管内皮细胞和平滑肌细胞,调控其增殖。以往的对于PPAR-γ多集中其调节血脂功能及减轻Ⅱ型糖尿病的病情的作用。近来有研究表明,PPAR-γ可能与肺动脉高压的发病机制相关,但是具体机制不清。细胞内游离钙离子浓度的增加被认为是刺激肺动脉平滑肌细胞增殖的关键因子。细胞外瞬时受体电位通道家族是一类六次跨膜的非选择性阳离子通道,广泛表达于哺乳动物体内,参与许多重要生理学功能,如对温觉、痛觉、听觉的感知。瞬时受体电位钙离子通道(TRPC)是TRP的一个亚组,在人中枢神经系统中表达丰富,近年来,研究表明TRPC1和TRPC6在低氧诱导的肺动脉高压肺组织中呈高表达,但是在PPHN大鼠模型及低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖中,TRPC1和TRPC6的是否起着关键作用及具体的发病机制是不清的。血红素加氧酶1(HO-1)作为血红素降解的限速酶,可以降解血红素,生成胆绿素、CO和铁离子,而且CO已经被证明有扩张血管的作用和抑制肺动脉平滑肌细胞增殖的作用。有研究表明,在人的脐静脉内皮细胞核人的脐动脉平滑肌细胞中,激活PPAR-γ可以诱导HO-1的表达,那么在PPHN大鼠模型及低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖中,PPAR-γ是否可以调节HO-1的表达是未知的。辛伐他汀(simvastatin,作为一种羟甲基戊二酰辅酶A(HMG-COA)还原酶抑制剂,抑制胆固醇的合成,起到降血脂的作用。大量研究表明,他汀类药物具有抗炎和免疫调节作用,可以减低心血管疾病的发病率和病死率。研究证实,辛伐他汀可以激活PPAR-γ进而抑制血管紧张素诱导的人肾小球系膜细胞的炎症和氧化应激。也有研究表明,在伴随缺血性心力衰竭的左心室肥厚的兔子模型中,辛伐他汀的治疗可以激活PPAR-γ依赖的通路减弱左心室肥厚。但是辛伐他汀是否可以通过PPAR-γ/HO-1通路抑制低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖是未知的。因此本研究,在建立PPHN大鼠模型的基础上,结合细胞培养技术,通过形态学、蛋白和基因表达的测定,试图证明PPAR-γ可以通过TRPC途径或者HO-1/P21通路影响肺动脉平滑肌细胞的增殖,从而为PPHN的防治提供新的药物和治疗靶点。 方法:用低氧联合吲哚美辛处理孕鼠建立PPHN大鼠模型,在怀孕第22天,麻醉孕鼠并迅速剖腹取出胎鼠,断头取血,离心后取血浆,用于Elisa监测,分离肺组织及心脏,其右肺下页用4%多聚甲醛固定后,石蜡包埋,用于苏木素伊红(HE)染色和免疫组化染色,左肺和剩余右肺置于液氮中,后保存于-80℃冰箱,用于Real-time PCR和Western-blot检测,分离右心室,计算右心室肥厚指数,应用HE染色和α-SMA免疫组化染色及免疫荧光染色观察肺形态学及肺小动脉重塑的指标变化;分离左心室,计算右心室肥厚指数,Elisa方法监测血浆脑钠肽的含量间接反应血流动力学的改变,然后评价PPHN大鼠模型是否建立成功。应用免疫组化染色方法、Western-blot和Real-time PCR方法检测肺组织中PPAR-γ、 TRPC1、TRPC6的蛋白和mRNA表达变化;Western-blot方法检测肺组织中HO-1和P21蛋白表达变化。人原代肺动脉平滑肌细胞(HPASMC)被用于本次实验,分别给予低氧刺激及药物处理研究PASMC增殖的发病机制。根据低氧或者药物(罗格列酮、SKF96365、辛伐他汀)处理将其分为四组:对照组,对照组加药物处理组,低氧组,低氧加药物处理组,分别应用MTT方法及Western-blot检测细胞增殖相关蛋白PCNA、cyclinD1和P21表达变化去观察HPASMC的增殖的情况的变化,应用免疫组化染色或者western-blot检测相关通路,如PPAR-γ、TRPC1、TRPC6的蛋白表达变化或者PPAR-γ/HO-1/P21通路的蛋白表达变化。实验数据采用Mean±SEM表示,应用SPSS17.0软件统计分析,两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,P<0.05提示差异有统计学意义。 结果:⑴HE染色和α-SMA的免疫组化染色和免疫荧光染色结果表明,模型组肺小动脉血管壁增厚,血管腔狭窄,中层平滑肌增厚,肺小动脉中膜面积百分比和中膜厚度百分比明显增加;⑵血流动力学分析结果显示模型组血浆脑钠肽含量明显增加,右心室肥厚指数也明显增加;⑶免疫组化、Western-blot和Real-timePCR结果表明,模型组肺组织中PPAR-γ的蛋白和基因水平均明显减少;⑷Pearson相关性分析表明PPAR-γ蛋白表达和mRNA表达分别与肺小动脉中膜面积百分比和厚度百分比成显著负相关;⑸免疫组化、Western-blot和Real-timePCR结果表明,模型组肺组织中TRPC1和TRPC6蛋白表达明显升高,mRNA表达差异无统计学意义;⑹western-blot结果表明,模型组肺组织中的HO-1和P21蛋白表达明显减少;⑺Pearson相关性分析结果表明:PPAR-γ蛋白表达量分别与TRPC1和TRPC6的蛋白表达量成显著负相关,PPAR-γ蛋白表达量与HO-1蛋白表达量成显著正相关;⑻慢性低氧促进HPASMC的增殖;⑼MTT的检测结果表明,低氧促进HPASMC的增殖,罗格列酮处理后,减弱了低氧条件下HPASMC的增殖;⑽Western-blot结果表明,与正常氧浓度的对照组相比,低氧组HPASMC中增殖相关蛋白PCNA和cyclinD1显著增加,P21蛋白显著减少,罗格列酮处理后减弱了低氧条件下HPASMC中PCNA和cyclinD1蛋白表达,增加了P21的蛋白表达;⑾细胞免疫组织化学和Western-blot结果表明表明,与正常氧浓度对照组相比,低氧组HPASMC中PPAR-γ蛋白显著减少,TRPC1和TRPC6的蛋白显著增加,罗格列酮处理后,低氧条件下的显著增加了低氧条件下PPAR-γ蛋白表达,显著减弱低氧条件的TRPC1和TRPC6蛋白的增加;⑿MTT的检测结果表明,低氧促进HPASMC的增殖,SKF96365处理后,显著减弱了低氧条件下HPASMC的增殖;⒀Western-blot结果表明,与正常氧浓度的对照组相比,低氧组HPASMC中增殖相关蛋白PCNA和cyclinD1显著增加,P21蛋白显著减少,SKF96365处理后减弱了低氧条件下HPASMC中PCNA和cyclinD1蛋白表达,增加了P21的蛋白表达;⒁Western-blot结果表明,与正常氧浓度的对照组相比,低氧组HPASMC中TRPC1和TRPC6蛋白表达明显增加,SKF96365处理后,显著减弱了低氧条件下HPASMC中的TRPC1和TRPC6蛋白表达;⒂MTT结果表明,低氧显著增加了HPASMC的增殖,辛伐他汀处理后显著减弱了低氧诱导的HPASMC的增殖;⒃Western-blot结果表明,与正常氧浓度对照组相比,低氧组HPASMC中PPAR-γ、HO-1和P21蛋白表达显著下降,辛伐他汀处理后,显著增加了低氧条件下HPASMC中PPAR-γ、HO-1和P21蛋白表达。 结论:①SKF96365通过改变TRPC1和TRPC6蛋白减弱低氧诱导的HPASMC的增殖;②罗格列酮激活PPAR-γ,可以部分下调TRPC1和TRPC6的蛋白表达或者部分上调HO-1和P21的蛋白表达,进而减弱HPASMC的增殖;③辛伐他汀通过PPAR-γ/HO-1/P21通路减弱低氧诱导的HPASMC的增殖;④PPHN大鼠模型中,PPAR-γ可以部分通过上调TRPC1和TRPC6蛋白表达或者部分通过下调HO-1和P21蛋白表达促进肺血管重塑,进而参与PPHN的发生和发展。