目的:原发性高血压（primary hypertension,PH）是心血管神经系统中的一种常见的慢性病和阶段性血管疾病,在其持续发展和进化的过程中常常会同时伴随多种诸如心、脑、肾、血管等多种不同靶器官生理功能的严重受损,严重影响患者的生活质量和健康安全。血管平滑肌细胞（Vascular smooth muscle cells,VSMC）是维持动脉血管壁和管腔结构的重要基本组成结构部分之一,其有助于保障动脉血管结构功能完整、调节动脉血管内肌张力和调控血压等功能。血管重塑的病理过程常涉及到VSMC的增殖、迁移和肥大,并伴有血管结缔组织增生等等。与机体内其他成熟细胞不同的是,VSMC保持着高度表型特化性。在正常生理状态下,VSMC表现为非增殖状态的生理性收缩表型,但在高血压病理条件下,VSMC细胞逐渐向病理性的合成表型进行转变,细胞的增殖迁移率明显提高,细胞外基质以及纤维连接蛋白等合成量增多,导致血管重塑、管壁僵硬,从而进一步加重高血压的发展进程。目前已有大量科学研究检测结果表明血管重塑的生理功能改变及病理反应异常在很大程度上可能归因于人体血流动力学、血管活性物质以及活性氧（reactive oxygen species,ROS）等等诸多因素的影响。病理水平的ROS过量生成可诱发机体的氧化应激损伤,并可造成细胞的代谢紊乱及血管功能的障碍。在患有高血压的人体内同样存在着ROS水平增高的迹象,而VSMCs则被认为是ROS的主要攻击靶点。除此之外,VSMCs中的重要细胞器——线粒体亦是ROS攻击损害的主要场所。过量氧自由基在人体中的富集可直接造成线粒体的结构损伤和对应细胞组织的结构功能障碍。机体可通过调控线粒体动力学、线粒体自噬和线粒体生物合成等途径来维持细胞内线粒体网络的正常代谢功能,从而改善病理状态下的心血管系统功能。虾青素（Astaxanthin,ATX）又称虾黄素,其广泛分布于多种甲壳类生物、微生物、海洋动物和海产品中等,是天然类胡萝卜素家族的成员之一。天然ATX具有强大的抗氧化功效。J M-R等人研究发现,ATX还具有降血压、延缓自发性高血压大鼠（SHR）中的左心室重塑过程等等心血管系统保护作用。然而,这些研究内容大多主要针对ATX的抗氧化应激能力,但对于其中涉及的具体机制仍未做进一步的探究。因此,本实验旨在研究ATX对SHR中VSMC的潜在影响,并进一步探索其中线粒体相关具体分子机制。本课题旨在明确ATX对主动脉重塑过程中血管平滑肌细胞的作用。并以SHR大鼠及Wistar-Kyoto（WKY）原代VSMC细胞为主要研究对象,观察ATX是否可通过调控线粒体动力学、线粒体自噬和线粒体生物合成等途径提升线粒体功能,进而改善病理性血管重塑及氧化应激损伤。本实验研究结果可能为研究高血压主动脉重塑提供新的药物靶点及保护机制。研究方法:1、研究ATX对SHR大鼠血压、氧化应激损伤及血管重塑过程的影响（1）选用SHR大鼠作为原发性高血压病理损伤试验模型,以WKY大鼠作为对照组,适应性喂养一周后将大鼠随机分组进行后续实验操作。每日WKY组大鼠及SHR组大鼠给予1ml 0.9%生理盐水灌胃一次,ATX组给予等量200mg/kg ATX生理盐水悬液进行灌胃,共持续12周。在大鼠喂养期间,每周持续监测大鼠血压,观察ATX对SHR大鼠的血压的控制情况以及和时间的相关性。（2）干预完毕后:采用尾静脉采血法检测各分组大鼠的血样,离心后分离提取大鼠血清,采用比色法检测各分组大鼠RAAS系统相关指标及氧化应激损伤相关指标。留取各分组大鼠主动脉组织,制备主动脉组织匀浆液、冰冻切片和石蜡切片,使用相关试剂盒及免疫荧光染色检测主动脉组织内ROS含量及氧化应激相关指标NOX4和SOD2的活性。（3）提取主动脉组织,检测并比较ATX对SHR大鼠主动脉血管重塑的改善效果:主动脉血管张力测定系统检测大鼠主动脉血管张力;组织HE染色,测定各分组血管形态学变化;Masson染色和天狼星红染色检测大鼠主动脉组织纤维化程度;免疫荧光双重染色检测主动脉组织内平滑肌细胞增殖相关指标PCNA和Ki67的表达量。2、研究ATX对AngⅡ损伤后VSMC细胞增殖迁移、氧化应激损伤、线粒体功能的影响（1）采用第3至6代原代WKY大鼠主动脉VSMCs用于本实验细胞学研究。CCK-8法确定适宜的AngⅡ浓度（1μM）及ATX浓度（20（?）M）作为后续实验中VSMCs的干预浓度。设置细胞实验分组为:对照组（正常培养48h）、AngⅡ处理组（1μM,48h）、ATX干预组（1μM浓度AngⅡ处理24h后,加入20（?）M浓度的ATX继续培养24h）。（2）评估ATX对AngⅡ引起的VSMC细胞增殖、迁移能力情况的改善作用细胞活力:CCK-8法;细胞增殖:Ed U荧光染色、细胞周期检测（流式细胞术）;细胞迁移:划痕实验、Transwell实验;蛋白免疫印迹法（Western blot,WB）检测VSMC细胞增殖相关MAPK、AKT信号通路关键蛋白的表达情况。（3）评估ATX对AngⅡ损伤后VSMC细胞氧化应激损伤及线粒体功能异常的保护作用。氧化应激相关指标检测:比色法检测氧化应激相关指标,DCFH-DA荧光探针检测细胞ROS含量;线粒体ROS含量:Mito SOX?ROS荧光探针;细胞钙离子浓度:Fluo-4 AM钙离子荧光探针;细胞凋亡:TUNEL荧光染色;线粒体膜电位:JC-1荧光染料;线粒体呼吸功能:Seahorse线粒体生物能量检测仪;线粒体ATP含量检测:生物发光法。（4）探索ATX对AngⅡ损伤后VSMC细胞线粒体的保护作用及其相关具体分子机制。线粒体亚显微形态学:透射电镜观察法;WB法检测细胞胞浆及线粒体内细胞色素C、细胞Bax、Bcl-2和caspase3的表达情况,以及线粒体分裂（Drp1）、线粒体生物合成（PGC-1α）和线粒体自噬（PINK1/Parkin）相关蛋白的表达情况;Real Time PCR对各组线粒体mt DNA、Tfam m RNA的基因表达量进行比较。结果:1、从干预4周起直至结束,ATX对SHR大鼠的高血压起到了持续稳定的抑制作用。此外,ATX还降低了SHR大鼠血清RAAS的活化并改善了大鼠的血清学氧化应激损伤水平。ATX同时降低了主动脉血管组织内的ROS含量及H2O2含量,免疫荧光结果提示ATX降低了主动脉组织内平滑肌细胞中NOX4的活性并提高了SOD2的活性,改善了主动脉组织的氧化应激就损伤水平。血管张力实验结果显示,ATX显着抑制了SHR大鼠离体主动脉环对去氧肾上腺素和Ca2+的反应性,改善了其主动脉的收缩功能。同时,ATX还改善了SHR大鼠主动脉的形态学指标以及组织的纤维化程度。免疫荧光结果显示,ATX降低了主动脉组织内平滑肌细胞中PCNA和Ki67的表达量,降低了平滑肌细胞的增殖能力。2、ATX显著抑制了AngⅡ损伤后VSMC细胞的增殖和迁移能力,并抑制了VSMC细胞增殖相关MAPK、AKT信号通路关键蛋白的表达。ATX抑制了AngⅡ损伤后VSMC细胞的氧化应激损伤程度,降低了细胞及线粒体内ROS的浓度水平。ATX改善了AngⅡ损伤后VSMC细胞的钙超载水平,降低了细胞的凋亡程度。ATX改善了AngⅡ损伤后线粒体膜电位去极化程度及线粒体呼吸功能,提升了线粒体ATP含量。同时,ATX还显著降低了AngⅡ损伤后VSMCs线粒体内细胞色素C的释放,提升了VSMCs内Bcl-2表达量,降低了VSMCs内Bax以及剪切后Caspase3的表达量。ATX显著改善了AngⅡ损伤后VSMCs内线粒体的形态结构异常,并同时诱发了VSMCs内的线粒体自噬过程,促使线粒体分裂相关蛋白Drp1蛋白磷酸化水平的降低以及线粒体自噬相关蛋白Parkin和PINK1表达量的升高,同时,细胞内线粒体生物合成相关蛋白PGC-1α的蛋白表达浓度水平也出现了上升。结论:本实验证实了ATX对SHR大鼠高血压病理条件诱导主动脉血管重塑及Ang II诱导的VSMC细胞功能障碍的改善作用,包括降低血压,改善氧化应激损伤,降低主动脉血管张力及纤维化程度,抑制VSMC细胞的增殖和迁移以及细胞、线粒体内ROS水平。此外,ATX还可通过抑制细胞线粒体分裂、诱导线粒体自噬和线粒体生物合成来调节线粒体功能,改善线粒体去极化、线粒体呼吸以及线粒体内ATP含量。上述结论表明,ATX可改善VSMCs线粒体功能障碍引发的多种病理异常,为改善高血压血管重塑提供了新的治疗策略。