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背景：动脉粥样硬化是一种最终导致血管壁变硬变厚的血管损伤，高血压是动脉粥样硬化的主要危险因素之一，而血管功能紊乱是诱发高血压的重要因素之一。某些病理条件下，如氧化应激（oxidative stress），会促使血管平滑肌失去收缩能力，其本质是血管平滑肌细胞对血管活性物质失去正常的生理反应。长期的血管收缩功能丧失会致血管僵硬，对血压产生影响。我们的研究初步证实，过氧化氢（hydrogen peroxide，H2O2）能不可逆性的抑制血管收缩，导致血管僵硬；而雷帕霉素（Rapamycin，Rapa）可以减缓此过程的发生。然而在另外一些情况，血管平滑肌对血管活性物质有比正常情况下更强的反应性，导致血管收缩过强，血管压力升高，亦对血压产生影响。我们的初步研究表明，他汀类降脂药物阿托伐他汀（Atorvastatin，ATV）通过抑制血管平滑肌细胞myocardin的表达来降低动脉血管收缩能力，证明ATV具有潜在的通过抑制血管收缩强度来调控血压的能力。基于我们的初步研究结果，本论文主要包括两个独立的研究：ATV和H2O2各自抑制血管收缩的分子机理。第一部分ATV通过抑制myocardin表达降低血管平滑肌收缩目的：除了降血脂效应，他汀类（statins）药物的多效性被广泛关注，特别是其对心脑血管的保护作用，但机制尚不明确。在血管平滑肌细胞，他汀类药物可抑制RhoA-ROCK信号通路抑制平滑肌的功能。Myocardin是血清反应因子（SRF）的辅助因子，能上调平滑肌特异性收缩蛋白的表达，是平滑肌细胞分化的关键因子。RhoA-ROCK信号通路的激活可直接触发平滑肌收缩，同时也诱导myocardin基因的表达。因此我们研究他汀类药物的血管保护作用是否与抑制myocardin的表达有关。方法与结果：C57小鼠腹腔内连续注射ATV（i.p.20mg/kg/天）5天后，分离心脏、胸主动脉及颈总动脉。蛋白质印迹法（Western blotting）检测myocardin及其下游平滑肌特异蛋白SM α-actin和SM22的表达；实时定量聚合酶链反应（Real-time PolymeRase chain reaction, RT-qPCR）检测myocardin及其下游靶基因SM α-actin和SM22mRNA表达。肌张力描计技术（Myography）检测去内皮的胸主动脉血管环对氯化钾（potassium chloride，KCl）、去氧肾上腺素（phenylephrine，PE）等血管活性物的反应。同时，Myography)检测未经ATV处理的C57小鼠胸主动脉血管环ATV（500μM）及ROCK抑制剂Y-27632（10μM）孵育90min前后对KCl和PE的反应。小鼠及人的主动脉平滑肌细胞系（mSMCs和hSMCs），0%血清培养基饥饿24h后以KCl（60mM）处理细胞24h，RT-qPCR技术检测可知KCl刺激myocardin及其下游靶基因SM α-actin和SM22mRNA表达；这种刺激效应能被ATV（1μM，10μM）抑制。甲羟戊酸（Meva，300μM），香叶基香叶基焦磷酸酯（GGPP，1μM）可逆转ATV的抑制，而法尼基焦磷酸酯（FPP，1μM）不能。ROCK抑制剂Y-27632（10μM）可模拟ATV对myocardin及其下游靶基因SM α-actin和SM22mRNA表达的抑制效应，提示RhoA-ROCK通路与之有关。以Triton X-114萃取法、超速离心、Pull-down及Western blotting技术检测，ATV（100μM）处理的hSMCs的RhoA的法尼基化、胞膜转位及活化均明显降低，而Meva（300μM）可逆转该作用。第二部分H2O2通过Rapa敏感机制诱导血管平滑肌收缩抑制目的：氧化应激能使血管顺应性降低，在血管老化中扮演了重要角色。Rapa是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（the mammalian target of rapamycin，mTOR）特异性的抑制剂。而Rapa具有延长小鼠寿命、减缓衰老的作用。因此，我们通过Rapa研究H2O2对小鼠动脉血管收缩抑制的机理。方法与结果：用Myography技术检测小鼠胸主动脉及肠系膜动脉（阻力血管）血管环暴露在H2O2（200μM）3h前后KCl（50mM）和PE（1μM）诱导收缩的变化。H2O2不可逆性的完全抑制血管环的收缩功能；若提前20min加入雷帕霉素（20μM），血管环的收缩能力被部分保留；蛋白合成抑制剂放线菌素D（Act D，1μM）和基因转录抑制剂环孢素（CHX，10μM）不具有保护作用；而钙调神经磷酸酶（calcineurin，CaN）的抑制剂环孢素A（CsA，1μM）和FK506（1μM）能模拟Rapa的保护作用。蛋白印迹分析法（Western blotting）显示H2O2处理动脉环的mTORC1下游底物40s核糖体蛋白S6激酶（S6K）和真核细胞启动因子4E结合蛋白（4EBP1）的磷酸化未增加，提示H2O2对mTOR通路的激活未通过mTORC1，而可能与mTORC2有关。H2O2抑制的平滑肌肌球蛋白轻链20kD亚基（MLC20）的磷酸化，而该作用能被Rapa部分阻断。CaN活性测定显示，H2O2能增加CaN的活化，该作用可被雷帕霉素所抑制。结论：基于以上两方面的研究，我们认为：（1）ATV通过抑制myocardin的表达，降低血管平滑肌收缩能力；该机制与RhoA-ROCK通路有关。该研究提示ATV通过对血管收缩能力的抑制，可能成为他汀类药物治疗高血压的依据；（2）H2O2对血管收缩功能具有损伤作用，而Rapa对该损伤作用具有保护效应；其机制与mTOR通路的调节有关。该研究提示mTOR通路可能作为氧化损伤导致的血管收缩功能异常的治疗靶点。