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血管重塑意指血管在受到各种机械或炎症刺激后血管管壁形态、结构以及功能改变的过程。血管重塑是几乎所有心血管疾病（如动脉粥样硬化、高血压、血管再狭窄等）发生发展中的重要环节。深入研究血管重塑的细胞和分子机制，阐明该过程的关键步骤，寻找干预靶点，对于预防和治疗心血管疾病具有重要意义。 关于血管重塑的机制研究，长期以来认为重塑主要起始于血管内皮细胞部位的损伤，然后由内而外作用于中膜平滑肌细胞导致其增生与血管的纤维化。至于血管外膜，则被认为只是起到支撑作用。近年来一个“由外而内”的假说得到了越来越多研究的支持，在这个假说里，血管重塑过程中早期被激活的是外膜成纤维细胞，它们继而分化为肌成纤维细胞，后者分泌各种血管活性物质及促炎因子，参与细胞增殖、迁移及新生内膜形成。外膜在血管重塑中的角色得到了越来越多的重视，1998年，研究者发现血管外膜可以通过一氧化氮合成酶(inducible nitricoxide synthase，iNOS)途径产生大量的一氧化氮(nitric oxide，NO)，从而参与血管反应性的调节。众所周知，NO在细胞生物活动中起到第二信使分子的作用，NO及其下游通路无论在生理还是病理条件下都在心血管系统中扮演着重要角色。在生理条件下，血管内皮细胞通过内皮一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase3，eNOS)释放出适量的NO作用于中膜平滑肌细胞，起到舒张血管的功能;在病理情况下，大量的NO转而由外膜成纤维细胞通过激活iNOS生成。过量的NO被认为主要扮演有害角色，比如诱导内膜内皮细胞和中膜平滑肌细胞的凋亡，但iNOS信号通路的激活是否以及怎样参与血管重塑尚不是不清楚。另一方面，虽然在巨噬细胞或成纤维细胞的细胞培养模型中iNOS激活的分子机制已有相当多的研究，但具体到血管外膜成纤维细胞，在病理情况下其iNOS信号通路是如何被激活的也仍不清楚。 我们以前的研究表明，在小鼠颈总动脉弓缩窄(Transverse aortic constriction，TAC)手术造成的局部血管损伤过程中，外膜存在巨噬细胞激活现象，提示血管外膜炎症反应的存在。这个现象提示了一种可能性，即这些激活的巨噬细胞可能参与外膜成纤维细胞iNOS通路的活化。本研究继续使用大鼠TAC模型，以外膜巨噬细胞激活为切入点，研究巨噬细胞与外膜成纤维细胞iNOS通路激活之间的关联，以及该通路激活对血管重塑的影响。 在TAC模型的研究中，我们发现手术7天后，血管外膜成纤维细胞表达大量的iNOS，且激活的巨噬细胞被这些iNOS免疫荧光阳性的外膜成纤维细胞所围绕，提示巨噬细胞激活与外膜成纤维细胞iNOS通路激活可能存在关联。我们进一步通过细胞实验确认这种可能性。在体外试验中，我们首先通过脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）预激活巨噬细胞系Raw264.7，然后取激活的Raw264.7的上清处理原代大鼠外膜成纤维细胞，我们发现该处理导致外膜成纤维细胞的iNOS信号通路的爆发式上调，而直接使用LPS处理外膜成纤维细胞却不能引起iNOS通路的激活。因而，巨噬细胞的确能够直接激活外膜成纤维细胞iNOS通路。激活的巨噬细胞的上清包含多种细胞因子，我们进一步研究可能是何种因子介导了iNOS的激活。以不同的细胞因子处理外膜成纤维细胞，我们发现白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）可以诱导外膜成纤维细胞中iNOS的上调，从而是一条可能的分子机制。我们继续探讨外膜成纤维细胞中iNOS通路激活在血管重塑中的作用，在TAC模型和体外细胞模型中我们都发现了Ⅰ型和Ⅲ型胶原的表达上调，而这种上调被iNOS的抑制剂1400W部分阻断。因此，我们提出这样一个模型:在病理情况下，巨噬细胞在血管外膜浸润和聚集，通过释放IL-1β激活外膜成纤维细胞的iNOS信号通路，而iNOS的激活促使Ⅰ型和Ⅲ型胶原的表达上调，从而加剧血管纤维化并促进血管重塑。 胶原累积是血管重塑的一个共同下游事件，iNOS信号通路激活还有特异性的下游事件，即蛋白的硝基化和亚硝基化修饰。在后续部分的研究里，我们把精力集中到蛋白的硝基化以及亚硝基化修饰上。这两种修饰对蛋白功能的调节在多种病理情况下都发挥重要作用，得到了研究者的广泛关注。尤其是近年来随着生物素交换技术(biotin-switch technique，BST)的发展，对蛋白的亚硝基化修饰的检测变得方便，掀起一个亚硝基化研究的热潮。我们的实验结果表明，伴随iNOS信号通路的激活，蛋白总硝基化和总亚硝基化水平都有所升高。我们进一步使用生物素交换技术检测在我们的系统里哪些蛋白可能会被亚硝基化修饰。初步实验结果表明血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting enzyme2，ACE2)很可能可以被亚硝基化修饰，同时底物转化实验也显示NO供体GSNO的处理导致ACE2酶活力的下降。ACE2的主要作用是转化血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)到血管紧张素1-7(angiotensin1-7，Ang1-7)，而AngⅡ是一个促使血管收缩的8肽，因此我们推测在血管炎症情况下可能存在这样一条作用途径:外膜成纤维细胞iNOS信号通路激活，然后通过对ACE2的亚硝基化修饰降低其酶活，因此AngⅡ通过ACE2向Ang1-7的转化被阻断而维持较高水平，Ang1-7的减少与AngⅡ的累积促进血管收缩从而导致高血压情况的恶化。因此，与生理浓度NO的舒张血管作用相反，病理情况下iNOS产生的过量NO反而可能会有恶化高血压的效果。这一部分的研究尚需进一步的确认与深化。