背景与目的:先天性心脏病的发病率约为6-12‰。肺动脉高压(PAH)是左向右分流先天性心脏病最常见的并发症;而且严重的肺动脉高压如艾森曼格综合征将给临床治疗带来极大的困难。虽然对肺动脉高压的研究已有多年的历史,但其发病机制至今尚未完全清楚。近年来,骨形态生成蛋白Ⅱ型受体(BMPR2)在肺动脉高压的发病机制中的作用正日益受到重视。但以往对BMPR2信号通路的研究主要集中在特发性和家族性肺动脉高压上,目前并不清楚其在先天性心脏病肺动脉高压发病机制中的作用。为此,本课题拟以先天性心脏病室间隔缺损合并肺动脉高压的患者为代表,观察BMPR2及信号分子BMP4、Smad1在其肺组织中的变化;以及这些变化与肺组织细胞凋亡及内皮细胞功能障碍之间的关系,以进一步探讨先天性心脏病肺动脉高压的发生机制,并为临床的治疗提供新的靶点。方法:1.选取经手术治疗的62例室间隔缺损病例,根据术中测定的平均肺动脉压(mPAP),将患者分为4组。即无PAH组(mPAP<20mmHg、Ⅰ、n=12)、轻度PAH组(21<mPAP<30mmHg、Ⅱ、n=14)、中度PAH组(31<mPAP<50mmHg、Ⅲ、n=18)、重度PAH组(mPAP>50mmHg、Ⅳ、n=18)。2.以实时相对定量RT-PCR及Western Blot法检测各组患者肺组织中BMP4、BMPR2的蛋白及mRNA表达情况;同时检测Smad1的磷酸化蛋白及mRNA的变化。3.常规病理检测各组患者肺组织血管的变化,计算出管壁厚度占外径的百分比(WT%)、管壁面积占血管总面积的百分比(WA%) ,以反映肺组织血管管壁增厚程度。4.以TUNEL法检测各组患者肺组织血管细胞凋亡的变化并计算凋亡指数(AI);以免疫组织化学法检测肺组织血管细胞中Bax、Bcl-2蛋白表达的变化;以免疫组织化学法及Western Blot法检测肺组织血管细胞中存活素(survivin)的表达变化。5.以放射免疫法、硝酸还原酶法检测各组患者血浆中ET-1、NO的变化。6.在上述实验结果的基础上,另将16例先天性心脏病室间隔缺损合并重度肺动脉高压患者随机分为对照组(n=8)及Bosentan治疗组(n=8),观察非选择性内皮素受体拮抗剂Bosentan对先天性心脏病重度肺动脉高压患者肺组织BMP4、BMPR2、Smad1mRNA表达的影响(实时相对定量RT-PCR)。结果:1.随着肺动脉压力水平的升高,患者肺组织中的BMP4mRNA、蛋白表达均有增高的趋势;而BMPR2mRNA、蛋白表达逐渐下降;Smad1mRNA及磷酸化蛋白表达也逐渐下降;统计学分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05);提示在肺动脉高压患者肺组织中,BMPR2信号通路受到了抑制。BMP4、BMPR2、Smad1与mPAP之间均有显著相关性(P<0.05)。2.随着肺动脉压力水平的升高,患者肺组织血管逐渐出现结构重构。重度PAH组肺组织血管壁增厚明显,出现血管壁平滑肌细胞肥大增生、动脉内膜细胞增生和胶原物质堆积性改变,管腔狭窄明显;WT%、WA%也逐渐增高。统计分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05);BMP4、BMPR2、Smad1与WT%、WA%之间均有显著相关性(P<0.05)。3.在中度、重度PAH组患者肺组织血管细胞中survivin、bcl-2表达明显增加;而bax表达明显减少,统计分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05);BMP4、BMPR2、Smad1与survivin、bcl-2之间均有显著相关性(P<0.05)。4.各组患者肺组织血管内均存在一定比例的凋亡细胞。中度、重度PAH组患者肺组织血管内凋亡细胞明显减少,凋亡指数(AI)明显下降。统计学分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05);BMP4、BMPR2、Smad1与AI之间均有显著相关性(P<0.05)。5.随着肺动脉压力水平的升高,患者血浆中ET-1的浓度也逐渐升高;但NO的浓度逐渐下降;统计分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05);ET-1与mPAP之间有正相关性(P <0.05);而NO与mPAP负相关(P <0.05)。6.Bosentan能抑制重度肺动脉高压患者肺组织BMP4mRNA的表达,但增加BMPR2mRNA、Smad1mRNA的表达,统计分析显示各组间均有显著性差异(P <0.05)。结论:1.在先天性心脏病肺动脉高压患者的肺组织中BMP4表达上调;但BMPR2、Smad1表达下调;BMPR2信号通路的信号传导最终受到了抑制。2.受抑制的BMPR2信号通路可能通过促进survivin、bcl-2表达、抑制细胞凋亡而参与先天性心脏病肺动脉高压患者肺组织血管的结构重构。3.在先天性心脏病肺动脉高压的发病过程中,BMPR2信号通路可能受到内皮素的影响;Bosentan不仅能拮抗异常的内皮素信号,而且还能改善BMPR2信号通路的信号传导。