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一、研究背景 高血压(Essential hypertension,EH)已经成为影响人们健康的重要原因,并且是一系列疾病的高危因素,例如:中风、心肌梗死、心衰和肾脏衰竭等。明确EH发生的机制,对于EH的防治是具有重要意义的。高血压的发病原因十分复杂,涉及遗传及环境因素,其中血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的异常增殖在EH发生发展中发挥重要作用。VSMCs异常增殖可降低血管的顺应性、增加血管收缩力进而导致血管壁硬化、外周血管阻力增加,参与高血压发生发展的病理生理过程。胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)作为一种促生长因子,在调控细胞增殖、迁移、分化和凋亡等过程中发挥重要的作用。越来越多的证据显示IGF-1可诱导VSMC异常迁移与增殖,参与了高血压、动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄等疾病的发生发展。 交感神经系统在血压调控中发挥了很重要的作用,这一点已经得到了公认。交感神经递质包括了多巴胺、神经肽Y、去甲肾上腺素和肾上腺素等。多巴胺受体是一种G蛋白偶联受体,属紫红质家族,根据激活多巴胺受体对腺苷酸环化酶产生的不同效应,可以将多巴胺受体分为:D1类受体和D2类受体,其中D1类包括D1受体和D5受体,D2类包括D2、 D3、 D4受体。多巴胺作为一种去甲肾上腺素和肾上腺素的前体物质,通过外周多巴胺能系统及其受体的作用,在水盐平衡、血管舒缩功能和氧化应激调控等方面发挥重要作用,进而影响机体的血压水平。我们既往研究发现,在VSMC上存在多巴胺受体,其中D1类以及D3受体本身对VSMCs增殖并无影响,但刺激这些受体可抑制胰岛素对VSMCs的促增殖作用,其机制与抑制VSMCs胰岛素受体的表达有关。IGF-1通过其受体在血管平滑肌细胞、血管内皮细胞增殖、迁移、凋亡中的作用已有大量文献报道,而多巴胺D1类受体与IGF-1受体共存于血管平滑肌细胞,IGF-1受体与胰岛素受体在结构和功能上具有同源性和相似性,那么,D1类受体与血管平滑肌IGF-1受体之间是否存在相互影响?这种影响是否调节血管平滑肌细胞的增殖功能?如果发挥作用,其机制为何?结合我们既往的研究结果,我们提出如下假设:多巴胺D1类受体通过调节IGF-1受体的表达而影响IGF-1介导的促VSMCs增殖过程,从而参与高血压的发生、发展。阐明多巴胺D1类受体与IGF-1受体的相互作用及其机制,可进一步丰富多巴胺受体在血管平滑肌细胞异常增殖调控中的作用,为下一步探索高血压状态下血管平滑肌细胞增殖及血管再狭窄的预防及干预靶点提供理论基础。 二、研究目的 研究多巴胺D1类受体对血管平滑肌细胞IGF-1受体的表达及功能的影响,进一步探讨该调节作用的机制。 三、研究内容及方法 1.采用[3H]-TdR、MTT、细胞计数等方法研究D1类受体对IGF-1介导的促血管平滑肌细胞增殖作用的影响; 2.分别用D1受体和D5受体反义寡核苷酸阻断A10细胞D1受体和D5受体的表达,观察fenoldopam(D1类受体激动剂)对IGF-1介导的促血管平滑肌细胞增殖作用的影响; 3.Westernblot分析D1类受体对IGF-1受体表达影响及参与信号分子。 四、研究结果 1.IGF-1促进A10细胞的增殖呈浓度依赖性;D1类受体激动剂本身对A10细胞增殖无影响,但D1类受体激动剂fenoldopam和IGF-1共刺激A10细胞的情况下,fenoldopam可抑制IGF-1介导的促A10细胞增殖作用,该作用亦呈浓度依赖性。 2.D1和D5受体反义寡核苷酸转染A10细胞,均可部分阻断fenoldopam介导的抑制血管平滑肌细胞的增殖作用,两者共同转染时则完全阻断了fenoldopam的抑制血管平滑肌细胞增殖作用。 3.刺激D1类受体可抑制A10细胞IGF-1受体的表达。 4.PI3k和mTOR抑制剂:LY294002和雷帕霉素,可明显抑制IGF-1介导的A10细胞增殖。IGF-1刺激可导致IGF-1受体、Akt、mTOR、p70S6K的磷酸化水平升高;刺激D1类受体,则抑制IGF-1受体、Akt、mTOR、p70S6K等分子的磷酸化,该作用呈现浓度依赖性。 五、结论 多巴胺D1类受体对IGF-1介导的血管平滑肌细胞增殖具有抑制作用,该作用是通过抑制IGF-1受体/Akt/mTOR/p70S6K信号分子磷酸化和下调IGF-1受体的表达实现。