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研究表明,磷脂酶A2(phopholipaseA2,PLA2)促使心脏未脂质化花生四烯酸(arachidonic acid,AA)的累积,进而衍生前列腺素(prostaglandins,PGs)。各种PGs以不同亲和力结合不同的G蛋白偶联受体(G protein coupled receptor,GPCR),参与调节心肌肥大、纤维化、梗死等多种心脏疾病的病理过程。PGD2是1973年被发现的PGs一员,造血型前列腺素D合成酶(hematopoietic PGD synthase,H-PGDS)和载脂蛋白型前列腺素D合成酶(lipocalin-type PGD synthase,L-PGDS)是催化PGH2生成PGD2的两种酶。PGD2可通过其代谢产物15-deoxy-A 12,14-PGJ2(15d-PGJ2)激活过氧化物酶体增生物激活受体γ(peroxisome proliferator-activate receptor γ,PPARγ),从而发挥抗炎、抗凋亡和镇定动脉粥样硬化的作用。pGD2也具有抵制缺血、缺氧和保护心脏的作用。作为内分泌腺的心房合成和分泌心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP),其分泌受较多因素的调控,但血容量增加导致心房壁的牵张是调节ANP分泌的主要因素。研究表明,心房牵张、缺血、内皮素等因素最终能通过影响AA代谢并生成多种PGs调节心房ANP的分泌,如PGF2α和PGE2促进大鼠心房ANP的合成和分泌;PGF2α,PGE2和PGI2浓度依赖性地促进ANP分泌。虽然也有研究报道,PGD2促进ANP的分泌,但其作用机制尚不清楚。因此,本研究利用大鼠离体搏动的心房灌流模型,采用放射免疫技术检测心房ANP的含量,利用蛋白免疫印迹技术(Western blot,WB)分析心房肌组织PPARγ蛋白含量,观察PGD2对大鼠心房ANP分泌及其机械活动的影响,并探讨 PPARy、促分裂元活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B,Akt)信号通路对PGD2促进心房ANP分泌的作用。本研究结果如下:1.不同剂量的PGD2(0.1,1.0和10.0 μμmol/L)明显增加ANP的分泌和心房搏动压(与对照组相比,均P<0.05),并呈现一定的时间依赖性特征(1.0μmol/L的PGD2;与对照循环比较,P<0.05)。2.PGD2受体抑制剂AH 6809(1.Oμmol/L)可完全阻断PGD2促进心房ANP分泌及其正性肌力作用(与对照循环比较,均P>0.05)。而且PGF2α受体抑制剂AL8810(l.Oμmol/L)也可完全消除PGD2对心房ANP分泌和机械活动的作用(与对照循环比较,P>0.05)。3.PGD2的代谢产物15d-PGJ2(0.1μmol/L)也显著增加心房ANP的分泌(与对照循环相比,P<0.05),该作用与PGD2的作用相似。另外,15d-PGJ2明显抑制心房搏动压(与对照循环相比,P<0.05)。PGD2受体抑制剂AH 6809不仅能完全阻断15d-PGJ2促进心房ANP分泌的效应,而且还可完全解除15d-PGJ2对心房的负性肌力作用(与对照循环比较,均P>0.05)。4.PPARγ抑制剂GW9662(0.1μmol/L)可完全阻断PGD2及其代谢产物促进心房ANP分泌的效应(与对照循环相比,均P>0.05),而且也可完全解除PGD2及其代谢产物对心房机械活动的作用(与对照循环相比,均P>0.05)。另外,pGD2能显著增加心房肌组织PPARγ蛋白含量(与对照组相比,P<0.05),该作用可被GW 9662所完全阻断(与PGD2组相比较,P<0.05)。5.MAPK/ERK的抑制剂PD 98059(10.0μmol/L)明显减缓PGD2促进心房ANP分泌的作用(与对照循环相比,P<0.05),同时完全阻断PGD2对心房的正性肌力效应(与对照循环相比,P>0.05)。另外,PI3K/Akt的抑制剂LY 294002(1.0μmol/L)与PD 98059的作用类似,也明显抑制PGD2促进心房ANP分泌的作用(与对照循环比较,P<0.05),但未能改变PGD2的正性肌力效应(与对照循环比较,P<0.05)。以上结果提示:1.PGD2通过激活PPARy信号通路促进离体搏动大鼠心房ANP的分泌,并发挥正性肌力作用;2.MAPK/ERK和PI3K/Akt信号通路可部分地参与调节PGD2的作用过程。载脂蛋白型前列腺素 D 合成酶(lipocalin-type prostaglandin D synthase,L-PGDS)是一种低分子糖蛋白。研究发现,L-PGDS在心脏中有表达,而且被认为是评价心血管疾病风险的新型生物标志物。缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是异二聚体的转录因子,也是激活缺氧易感基因的核心调控因子。研究证实,缺氧强烈促进ANP的分泌,并促使细胞适应缺氧环境和保护缺血性心脏。另外有研究报道,在人和鼠类肥大的心肌组织中HIF-1α和过氧化物酶体增生物激活受体γ(peroxisome proliferator-activate receptor γ,PPARγ)的含量均明显增加,而且 HIF-1α 可直接激活PPARγ的转录使其发挥关键的下游效应。由于L-PGDS可催化PGH2生成PGD2,而 PGD2 的代谢产物 15-deoxy-△12,14-PGJ2(15d-PGJ2)是 PPARy 内源性配体,所以对心肌缺血/再灌注损伤具有保护作用。然而,在缺氧条件下HIF-1α-PPARγ信号通路是否参与调节缺氧诱导的心房ANP分泌尚不甚清楚,而且缺氧诱导的心房L-PGDS是否参与调节HIF-1α对PPARy的转录过程也不清楚。本研究假设,急性缺氧时HIF-1α通过激活心房L-PGDS的途径激活PPARy信号通路,从而参与调节缺氧诱导心房ANP分泌的过程。因此,本研究利用离体搏动的大鼠心房灌流装置制备急性缺氧模型,采用放射免疫、Western blot技术和生理学及药理学等方法,选用相应抑制剂探讨并证明上述假设,为研究和阐明HIF-1α调控缺氧诱导心房ANP分泌的作用及其机制提供必要的理论和实验数据。本研究结果如下:1.缺氧以时间依赖性地强烈促进心房ANP的分泌,其分泌在缺氧第四循环末(约在缺氧后48 min)达到峰值(与对照循环比较,P<0.05),并伴随心房搏动压的显著抑制(与对照循环比较,P<0.05)。2.缺氧明显增加心房肌组织HIF-1α的含量(与对照组比较,P<0.05),并显著增加心房ANP的分泌(与对照循环比较,P<0.05)。而HIF-1α的抑制剂rotenone(0.5 μmol/L)不仅可完全阻断缺氧增加HIF-1α含量的作用(与单纯缺氧组比较,P<0.05),而且也可明显减缓缺氧增加心房ANP分泌的效应(与对照和第四单纯缺氧循环比较,均P<0.05)。3.缺氧明显增加心房肌组织L-PGDS含量(与对照组比较,P<0.05)。L-PGDS的两种抑制剂AT56(5.0μmol/L)和HQL49(5.0μmol/L)可显著减缓缺氧增加心房肌组织L-PGDS含量的效应(与对照组比较,均P<0.05;与缺氧组比较,均P<0.05);同时也显著减缓缺氧诱导心房ANP分泌的作用(与对照和第四单纯缺氧循环比较,均P<0.05)。4.PPARy抑制剂GW 9662(0.1 μmol/L)明显减缓缺氧增加心房ANP分泌的效应(与对照循环比较,P<0.05;与单纯缺氧比较,P<0.05)。该作用与HIF-1α的抑制剂rotenone和L-PGDS的抑制剂AT 56对缺氧诱导ANP分泌的作用类似(与对照循环比较,P<0.05;与单纯缺氧比较,P<0.05;与rotenone和AT56比较,均 P>0.05)。5.缺氧显著增加心房肌组织PPARγ的含量(与对照组比较,P<0.05)。而rotennone不仅可完全阻断缺氧增加心房肌组织L-PGDS含量的作用,也可完全解除缺氧对PPARy的效应;AT 56则可模仿rotennone对缺氧心房PPARγ的抑制作用(与对照组比较,均P>0.05;与缺氧组比较,P<0.05)。另外,将rotennone和AT 56联合预处理时,其对PPARy的阻断效应要比各自的效应呈现微弱的叠加趋势,但与各自比较未呈现显著性差异(与rotenone和AT 56比较,均P>0.05)。以上结果提示:1.急性缺氧可通过HIF-1α激活L-PGDS并参与调节离体搏动大鼠心房PPARγ的活性;2.HIF-1α-L-PGDS-PPARγ通路是缺氧促进心房ANP分泌的重要机制之一。