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心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)的发病率和死亡率在全世界范围内位居首位,且呈现逐年上升趋势。作为心血管疾病的最主要危险因素,成年人高血压的发生率约为22%,每年导致全世界约940万人死亡。除了传统认识上的心血管疾病致病因素如吸烟、酗酒及不健康饮食等,生命早期不利因素暴露对子代成年后心血管疾病的发生有着重要影响。临床流行病学调查发现也提示孕期的炎症免疫刺激可能与子代高血压发生有关。因此,理解孕期不利刺激导致高血压发生的机制可以为降低高血压的发病率提供新的干预策略。我们课题组前期通过给予孕期SD大鼠脂多糖(LPS)或是酵母多糖刺激,建立了一个稳定的孕期炎症致子代高血压发生的动物模型,尽管发现子代大鼠肾脏局部肾素-血管紧张素系统过度激活以及在高血压发生前就出现血管重构,但是进一步的机制尚不十分清楚。原发性高血压的发生除了遗传因素外,血容量的增加是主要的因素之一。盐的过量食用增加心血管疾病和高血压的发病率,给予动物高盐以增加血容量是原发性高血压常见的动物模型。此外,流行病学研究表明5-18%的普通高血压病人以及14-21%难治性高血压病人同时患有原发性醛固酮增多症。由于不同人群对高血压危险因素的敏感性存在显著的差异性,因此我们给与孕期炎症暴露子代大鼠醛固酮类似物-醋酸脱氧皮质酮(DOCA)结合髙盐(DOCA-salt)刺激,考察孕期炎症暴露后子代高血压的敏感性及可能机制,以此探讨孕期炎症暴露是否可以作为人类高血压发生率居高不下的重要危险因素及可能的防治策略。方法和结果:1.孕期炎症暴露炎症暴露对子代大鼠DOCA-salt刺激血压及血管结构的影响1.1孕期炎症暴露炎症暴露导致子代大鼠DOCA-salt刺激时血压明显升高SD孕鼠在孕第8、10和12天腹腔注射LPS(0.79 mg/kg)或生理盐水,子代大鼠16w周龄时给予DOCA-salt处理4周。与对照相比,孕期炎症暴露炎症暴露子代大鼠DOCA-salt处理1周后,血压明显升高,而且持续上升。但是正常子代大鼠DOCA-salt处理1周后血压只有轻微的增加,直到DOCA-salt处理第4周才有明显的差异。值得注意的是,DOCA-salt处理4周后,孕期炎症暴露炎症暴露子代大鼠血压升高的幅度明显大于正常子代大鼠。1.2孕期炎症暴露导致子代大鼠DOCA-salt刺激后血管损伤加重HE染色表明孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt刺激后胸主动脉血管壁明显增厚,血管横截面积、管壁和内腔的比值明显增大,与正常子代大鼠相比,孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt刺激后胸主动脉血管壁明显增厚和血管横截面积明显增大。Vehicle处理组孕期炎症暴露和正常子代大鼠胸主动脉p-e NOS表达没有差异,而DOCA-salt刺激后,孕期炎症暴露子代大鼠胸主动脉p-e NOS表达水平明显低于正常子代大鼠及内皮层不完整这提示内皮损伤加重。1.3孕期炎症暴露导致子代大鼠DOCA-salt刺激时炎症水平明显增加DOCA-salt刺激4周后,孕期炎症暴露导致子代大鼠胸主动脉血管ICAM-1、VCAM-1、IL-1β、IL-6和TNF-αm RNA表达水平明显增加,而正常子代大鼠炎症因子的水平没有明显变化。2.氧化应激在孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt刺激后血压增高和血管损伤加重中的作用2.1孕期炎症暴露导致子代大鼠DOCA-salt刺激时胸主动脉发生氧化应激DHE染色表明,vehicle处理组孕期炎症暴露和正常子代大鼠胸主动脉O2-水平没有差异,而且正常子代大鼠DOCA-salt刺激后O2-水平也没有明显增加。但是DOCA-salt刺激后,孕期炎症暴露子代大鼠胸主动脉O2-水平明显高于正常子代大鼠。2.2孕期炎症暴露导致子代大鼠DOCA-salt刺激时抗氧化酶系统受到损伤DOCA-salt刺激后正常子代大鼠和孕期炎症暴露子代大鼠胸主动GPx1、Hmox1和Prdx3 m RNA水平没有明显变化,但是孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt刺激后SOD1和SOD3 m RNA水平明显降低,而SOD1和SOD3 m RNA在正常子代大鼠DOCA-salt刺激后则没有变化。同时,正常子代大鼠DOCA-salt刺激后UCP2和Prdx5表达明显增加,而在孕期炎症子代大鼠DOCA-salt刺激后则没有变化。2.3抗氧化剂NAC可以降低孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt导致的血压升高和血管损伤并增加p-e NOS的表达NAC可以显著降低孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt导致的孕期炎症暴露导致子代大鼠血压升高,而且可以增加p-e NOS的表达同时抑制DOCA-salt导致的血管壁增厚,横截面积和管壁和内腔比值的增大。3.孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt刺激所致氧化应激的机制研究3.1孕期炎症暴露降低子代胸主动脉DOCA-salt刺激时PGC-1α的恢复能力正常子代大鼠DOCA-salt处理3天后,胸主动脉PGC-1α的蛋白表达明显下降,7d后恢复正常;但是孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt处理7d后则没有恢复,而是继续呈现下降趋势。同样地,DOCA-salt处理4周后,正常子代大鼠PGC-1α的蛋白表达明显增加,而孕期炎症暴露子代大鼠却没有明显变化。值得注意的是,在Vehicle组,孕期炎症暴露子代大鼠PGC-1α的蛋白表达明显高于正常子代大鼠。3.2孕期炎症暴露导致子代大鼠胸主动脉DOCA-salt刺激后AMPK和NF-κB通路失衡正常子代大鼠DOCA-salt处理3天后,胸主动脉p-AMPKThr172水平明显下降,7d后恢复正常;而p-p65Ser536则呈相反的趋势。然而在孕期炎症暴露子代大鼠中DOCA-salt处理后p-p65Ser536水平持续的增加。DOCA-salt处理4周后,正常子代大鼠和孕期炎症暴露子代大鼠胸主动脉p-AMPKThr172的蛋白表达趋势和PGC-1α一致,而DOCA-salt处理4周后,孕期炎症暴露子代大鼠胸主动脉p-p65Ser536水平明显高于正常子代大鼠。3.3抑制NF-κB的过度激活可以促进孕期炎症暴露子代大鼠PGC-1α的快速恢复以及抑制DOCA-salt引起的血压升高NF-κB抑制剂TPCK可以降低正常子代大鼠和孕期炎症暴露子代大鼠DOCA-salt处理后p-p65Ser536的水平,促进孕期炎症暴露子代大鼠PGC-1α的快速恢复以及UCP2、SOD1和SOD3的表达。此外,TPCK还可以抑制DOCA-salt引起的血压升高。结论1.孕期LPS暴露导致子代对醛固酮及盐的敏感性增加;2.抗氧化能力的降低是孕期炎症暴露子代血压敏感性增加的原因之一;3.NF-κB/AMPK失衡抑制PGC-1α的表达可能是导致孕期炎症暴露子代抗氧化能力降低的机制。总之,这项研究建立了一个新的DOCA-salt刺激模型有助于研究孕期炎症暴露导致子代高血压发生的机制。孕期炎症刺激致使机体一直处于代偿状态,当遭受再次刺激时机体不能代偿而导致AMPK和NF-κB失衡进而损伤PGC-1α恢复能力,这种失代偿在高血压的发生中起到关键的作用。目前孕期炎症感染仍是一个全球性未解决的公共健康问题以及成年后很容易遭受心血管危险因素的威胁,这项研究提供了一个新的孕期炎症暴露导致子代高血压发病率升高的理论,基于纠正NF-κB/AMPK失衡或是增加抗氧化的策略将为高血压的预防提供新的靶标。