RELM-β调节Ca2+/PKC/ERK MAPK通路对低氧性肺动脉高压的作用机制研究

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目的:观察RELM-β对低氧性肺动脉高压(Hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的影响,并探讨Ca2+/PKC/ERK MAPK通路是否通过上调细胞周期蛋白参与该过程的作用机制,从而诱导肺动脉平滑肌细胞增殖(Pulmonary arterial smooth muscle cell,PASMCs)情况。方法:动物实验:观察RELM-β基因敲除对低氧大鼠肺血管形态、血流动力学及肺组织中RELM-β、PKC、ERK1/2表达的影响。取野生型(Wild type,WT)和RELM-β基因完全敲除型(RELM-β-/-)两种SD雄性大鼠,将大鼠分别在常压常氧(21%O2浓度)条件(Normoxia,H0)和每日持续8小时暴露在慢性常压低氧(10%O2浓度),不间断连续21天(Hypoxia 21days,H21)的条件下进行培育,构建出HPH大鼠模型。将其分为四组,每组五只,分组为:H21+WT、H21+RELM-β-/-、H0+WT、H0+RELM-β-/-。该实验中,测量大鼠平均肺动脉压(Mean pulmonary arterial pressure,m PAP)采用右心导管法;右心室肥厚指数(Right ventricular hypertrophy index,RVHI)采用称重法,其公式为RVHI=RV/LV+S,以此指标来进行HPSR观察;观察肺动脉重塑程度用肺动脉壁厚度与血管外直径的比值(WT%)来表示;蛋白免疫印迹(Western blot,WB)法测定RELM-β、p-PKC、p-ERK1/2在肺组织中表达情况;实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,q PCR)测定RELM-β的m RNA在肺组织中相对表达。细胞实验:检测野生型和RELM-β基因敲除型大鼠PASMCs缺氧状态下RELM-β、Ca2+浓度、p-PKC、p-ERK1/2、cyclin D1/E及CKD2/4蛋白含量,RELM-β经Ca2+/PKC/ERK MAPK对细胞周期及PASMCs增殖的调控作用。从RELM-β-/-与WT大鼠中分离、提取原代PASMCs,并分别行低氧(把细胞放入1%O2,94%N2,5%CO2的三气培养箱中孵育24h)和常氧(把细胞放入21%O2,74%N2,5%CO2的培养箱中孵育)干预。细胞分组:H21+WT、H21+RELM-β-/-、H0+WT、H0+RELM-β-/-。选取H21+WT组对信号分子表达情况进行检测,同时研究PASMCs增殖的调控作用,通过加入信号通路相关因子抑制剂,检测下游因子磷酸化及PASMCs增殖情况来验证。抑制剂分别为:Ca2+内外螯合剂(BAPTA-AM+EGTA)、PKC抑制剂(LY317615)。用WB法测定PASMCs中RELM-β、p-PKC、p-ERK1/2、cyclin D1/E及CKD2/4蛋白表达水平;q PCR测定细胞中RELM-β的m RNA相对表达量;用Ed U免疫荧光法测定细胞增殖情况;用流式细胞术(Flow cytometry,FCM)检测细胞中Ca2+浓度。结果:动物实验:H21+WT组大鼠m PAP、RVHI、WT%指标及肺组织中RELM-β、p-PKC、p-ERK1/2表达均高于H0+WT、H21+RELM-β-/-(P<0.05);H21+RELM-β-/-与H0+RELM-β-/-比较,大鼠m PAP、RVHI、WT%指标及肺组织中p-PKC、p-ERK1/2表达均上调(P<0.05);H0+WT组m PAP、RVHI、WT%与H0+RELM-β-/-两者间无统计学意义(P>0.05);H0+WT组肺组织中RELM-β、p-PKC、p-ERK1/2表达均高于H0+RELM-β-/-组大鼠(P<0.05)。细胞实验:H21+WT组PASMCs中RELM-β、Ca2+浓度、p-PKC、p-ERK1/2、cyclin D1/E、CKD2/4细胞增殖比率均高于H21+RELM-β-/-组、H0+WT组(P<0.05);H21+RELM-β-/-组中Ca2+浓度、p-PKC、p-ERK1/2、cyclin D1/E、CKD2/4、细胞增殖比率均高于H0+RELM-β-/-组(P<0.05);H0+WT组中RELM-β、p-PKC、p-ERK1/2、cyclin D1/E、CKD2/4均高于H0+RELM-β-/-组(P<0.05);H0+WT组与H0+RELM-β-/-组间细胞增殖比率相比差异无显著性(P>0.05)。添加信号通路相关蛋白抑制剂后,与对照组比较细胞增殖减弱,相关下游通路蛋白及cyclin D1/E、CKD2/4表达均减少(P<0.05)。结论:低氧时刺激RELM-β经Ca2+/PKC/ERK MAPK通路促进周期蛋白表达,诱导PASMCs增殖,参与了HPSR和HPH的形成。
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