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目的：我们前期工作发现缺氧诱导肺血管组织15-脂氧酶(15-Lipoxygense，15-LO)表达，后者可以催化花生四烯酸(Arachidonic acid,AA)生成15-羟基二十碳四稀酸(15-hydroxyeicosatetraenoic acid，15-HETE)，体外实验证实15-HETE以浓度依赖性方式收缩肺动脉(Pulmonary artery，PA)，并且发现15-HETE通过升高肺动脉平滑肌细胞(Pulmonary artery smooth muscle cells，PASMCs)胞内钙离子浓度([Ca2+]i)使肺动脉收缩，但对于参与内钙升高的钙离子的来源并不清楚。15-HETE对各种钙通道的作用及相应的激活机制也未被研究。此外参与15-HETE引起缺氧肺血管收缩(Hypoxic pulmonary vasoconstrictioN,HPV)的收缩机制也不清晰。因此，揭示15-HETE引起的血管平滑肌细胞内钙离子增加钙离子的来源及由此导致肺血管收缩的收缩机制是本研究的宗旨所在。
方法：1、利用激光扫描共聚焦显微镜来检测15-HETE和各种钙通道阻断剂对细胞内钙浓度的影响，证实内钙升高的来源及参与钙通道的活化机制。2、用组织浴槽血管环方法来验证参与内钙升高的钙离子通道和RhoA激酶(Rho kinase，ROCK)依赖的收缩机制在15-HETE收缩PA中的作用。3、利用RT-PCR的方法检测了缺氧/15-LO/15-HETE对雷诺丁受体3(Ryanodine Receptor type 3,RyR3)mRNA水平的影响。
结果：1、在缺氧和常氧环境下1μM的15-HETE都以时间依赖性的方式升高细胞内钙浓度。在细胞外钙存在的条件下15-HETE对细胞内钙浓度的作用曲线由初始的快速上升期(Phase Ⅰ)和随后的缓慢上升期(Phase Ⅱ)组成；2、15-HETE引起的初始快速上升期能被细胞内钙库上的雷诺丁受体(RyR)的耗竭剂咖啡因下调但不能完全被阻断；共同给予咖啡因和三磷酸肌醇受体(1,4，5-triphosphateinositol Receptor，IP3R)的阻断剂2-APB则可以完全阻断15-HETE引起的内钙升高；单独给予2-APB也可以阻断15-HETE的作用；预先孵育Ca2+/钙调素依赖型蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent kinase Ⅱ，CaMKⅡ)（使IP3R磷酸化而开放）的阻断剂KN-93也可以阻断15-HETE的作用；3、缓慢上升期和15-HETE(2μM)引起的血管收缩则可被电压门控钙离子通道阻断剂Nifedipine、瞬时受体电位阳离子通道(Transient receptor potential canonical，TRPC)通道的阻断剂La3+以及去除细胞外钙所阻断，提示快速上升期是因为细胞内钙库释放引起的，而缓慢上升期则是由于细胞外钙内流导致；4、在IP3R阻断剂2-APB存在条件下，咖啡因和La3+对15-HETE引发内钙升高的阻断作用被消除，而Nifedipine仍有作用，提示IP3R的开放可以激活临近的RyR通道，以及TRPC通道调控的库容性钙内流（Capacitative calcium entry，CCE）参与了15-HETE引起的钙信号改变；5、RT-PCR结果显示缺氧和外源性15-HETE可以引起RyR3的表达量升高，而用NDGA阻断内源性15-LO则导致RyR3的mRNA表达水平下调，提示了缺氧/15-LO/15-HETE信号通路通过改变RyR3表达水平，引起相应钙信号的改变参与血管收缩。6、ROCK抑制剂Y-27632可以引起PE对缺氧肺动脉的浓度收缩曲线右移，而不影响KC1的作用。同时发现Y-27632可以抑制15-HETE引起的血管收缩。
结论：15-HETE引起血管收缩是通过：1）激活细胞内钙库的IP3R通道使细胞内钙快速释放，随后通过钙诱导钙释放(Calcium-induced calcium release，CICR)机制激活RyR通道，使内钙进一步释放；通过增加RyR3 mRNA的水平,上升RyR3的表达，参与到内钙的释放；2）细胞内钙库耗竭后激活CCE机制使TRPC开放；3）不依赖细胞内钙库排空的方式激活L-型钙通道：4）15-HETE还通过非钙依赖性的ROCK机制引起血管收缩。对于15-HETE引起钙信号变化的研究将更好地阐明缺氧肺动脉收缩的发病机制，且为找寻缺氧肺动脉高压这一严重疾病的治疗靶点提供新的信息。