背景：肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cell, PASMC)过度增殖在肺动脉高压(pulmonary artery hypertension, PAH)肺血管重构病理过程中起重要作用。PAH时PASMC的代谢发生了与肿瘤相似的代谢变化，即由氧化磷酸化转换为有氧糖酵解，为细胞的过度增殖提供能量。对这一表型认识的最新进展为肺动脉高压的治疗提供了新的策略。然而，由于PASMC糖酵解机制的复杂以及缺乏特异和安全有效的糖酵解抑制剂，靶向糖酵解治疗PAH并不理想。BAY-876作为一种新发现的葡萄糖转运体1(glucose transporter 1, GLUT1)特异性抑制剂，其在PAH的作用并未进行过评估。
　　目的：分别在活体和离体水平探究肺动脉高压中GLUT1在肺动脉平滑肌中的表达改变及GLUT1抑制剂BAY-876对肺动脉高压中肺动脉平滑肌增殖、凋亡以及糖酵解代谢的影响及潜在分子机制。
　　方法：采用腹腔注射野百合碱(monocrotaline, MCT)制作大鼠肺动脉高压模型，分离培养并鉴定大鼠远端PASMC，采用Western-Blot法分别检测大鼠肺组织、肺动脉和分离培养的PASMC中的GLUT1及相关蛋白表达水平，RT-PCR法检测剥离肺动脉中的GLUT1mRNA表达水平。分离培养的正常大鼠PASMC体外给予缺氧(1%O2，5%CO2)处理，分别于处理后不同时点0、3、6、12、24h，检测大鼠PASMC中的目标蛋白表达和mRNA水平变化。给予大鼠PASMC不同浓度(1.25、2.5、5、10、20、40、80、160nM)的BAY-876，然后在缺氧(1%O2，5%CO2)处理24h，用CCK8检测细胞活力以判断PASMC中BAY-876的使用浓度。实验分组分别为Control、Control+BAY-876、Hypoxia和Hypoxia+BAY-876组。Western-Blot法检测各分组PASMC增殖蛋白(PCNA)、凋亡抵抗蛋白(Survivin)、促进凋亡蛋白(cleaved Caspase3)以及糖酵解关键蛋白(GPI、PDK1、PKM2)。自噬抑制剂(磷酸氯喹(CQ)和3-甲基腺嘌呤(3-MA)检测了各组GLUT1蛋白的表达。使用活性氧(ROS)测定试剂盒检测了各组ROS表达。
　　结果：与Control组相比，MCT组大鼠表现出了典型的肺动脉高压相关的血流动力学改变和肺血管重塑：mPAP升高(P<0.01)，RVSP升高(P<0.01)，RVHI增加(P<0.05)。MCT组大鼠肺组织中GLUT1蛋白表达增加(P<0.01)，肺动脉中GLUT1的mRNA(SLC2A1)及蛋白表达增加(P<0.01)，且分离的MCT大鼠PASMC的GLUT1蛋白表达保持了这一特点(P<0.01)。体外培养的PASMC缺氧模型显示，大鼠PASMC中SLC2A1表达呈时间依赖性的增加，至24h时上调最明显(P<0.01)，GLUT1蛋白表达水平变化与mRNA表达趋势相一致(P<0.01)。正常大鼠PASMC缺氧24h后，细胞活力增加(P<0.05)，增殖增加(P<0.01)，细胞凋亡抵抗增加(P<0.01)。使用BAY-876可浓度依赖性抑制缺氧时细胞增殖，在20nM浓度时抑制程度超过50%(P<0.01)。给予BAY-876(20nM)处理降低了大鼠PASMC缺氧时的PCNA(P<0.01)、Survivin(P<0.01)、GPI(P<0.01)、PDK1(P<0.05)、PKM2(P<0.05)表达，增加了cleavedCaspase3表达(P<0.01)。此外我们还发现，自噬抑制剂CQ和3-MA处理均降低了细胞缺氧时GLUT1蛋白的表达(P<0.05)。BAY-876处理加剧了细胞缺氧时的氧化应激，显著增加了ROS(P<0.01)的产生，CCK8结果显示缺氧+BAY-876组细胞活力下降(P<0.01)，给予维生素E后，这种细胞毒性作用被明显抵消。
　　结论：GLUT1对于PASMC缺氧时诱导性糖酵解是必不可少的。BAY-876阻断PASMC中依赖于GLUT1的糖酵解代谢，从而在体外有效地抑制PASMC的生长，从而验证了GLUT1是一个有效的治疗靶点。