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【背景】肺动脉高压(PH)是临床上的一种严重的肺部血管疾病,其恶性程度高,目前被称为心血管疾病中的癌症,其主要表现为进行性肺血管阻力的增加和肺血管重塑。PH的治疗花费昂贵,致死率高,已成为目前亟待研究并予以解决的一项重大难题。迄今PH没有特效治愈方法,其治疗目标仅是延缓或者阻止病程进展。PH种类繁多,其中低氧性肺动脉高压(HPH)主要发生在有心肺疾病的患者和生活在高海拔地区的居民和官兵,在我国有大约6000~8000万人口居住在海拔2500m以上的地区,因此对HPH的研究得到越来越多学者的关注,而深入研究HPH的发病机制以及探索有效的防治措施对居民的健康和保障部队的战斗力具有重要的意义。HPH是一种进展性血管病。低氧引起的血管内皮损伤被认为是HPH的起始环节。在HPH的早期阶段,低氧引起血管损伤,主要表现为血管收缩因子和舒张因子平衡失调,血管舒张因子NO减少,而收缩因子增加。若在可逆性阶段给予干预,阻止NO减少,进而有望改善内皮功能,最终阻止疾病的进展。课题组近年来对阿片受体在心肺血管保护方面做了大量的研究。前期结果发现:κ-阿片受体激动剂U50488H对HPH大鼠离体肺动脉环具有舒张作用,并且此作用与NO密切相关。那么,U50488H是否能够改善HPH大鼠的肺动脉内皮功能?其作用机制如何?尚不清楚。此外U50488H能否改善低氧引起的内皮细胞凋亡,也未见报道。本研究分别在整体和细胞水平研究U50488H对HPH大鼠肺动脉内皮功能的影响及内皮细胞凋亡的影响,以期阐明阿片受体激动剂对内皮功能的改善作用及其机制,研究结果可为临床应用阿片类物质预防和治疗HPH提供理论支持,具有重要的理论意义和临床应用前景。【目的】本研究旨在研究U50488H能否改善HPH大鼠肺动脉内皮功能,并探讨其具体机制。此外在细胞模型上观察U50488H能否减少低氧导致的内皮细胞凋亡。【方法】(1)健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(180~200g)随机分组,分组情况如下:正常组(常氧组);低氧2周组;低氧2周+生理盐水组;低氧2周+U50488H (1.25mg/kg)组;低氧2周+U50488H (1.25mg/kg)+nor-BNI (2.0mg/kg)组;低氧2周+nor-BNI (2.0mg/kg)组。将各组大鼠置于自制的低压低氧舱,每天低氧8h,连续低氧2周建立HPH模型。实验结束后,于右侧颈静脉插管经右心房进入右心室测量右室压。血流动力学测量结束时经右侧颈静脉插管内取血,按照后续实验目的和要求留取肺、肺动脉、心脏等组织标本。(2)采用离体血管条灌流技术检测肺动脉血管内皮功能。(3)采用硝酸还原酶法检测血清NO水平。(4)应用Western blotting技术检测大鼠肺动脉p-Akt、Akt、p-eNOS、eNOS、iNOS和gp91phox的表达情况。(5)应用NOS活性分析试剂盒检测大鼠肺动脉eNOS和iNOS活性。(6)应用总抗氧化活性分析试剂盒检测大鼠肺动脉总抗氧化活性(T-AOC)。(7)建立肺微血管内皮细胞(PMVECs)的原代和传代培养。采用TUNEL法检测U50488H对低氧时PMVECs凋亡情况的影响。【结果】(1) κ-阿片受体激动剂U50488H对HPH大鼠肺动脉内皮功能的影响慢性低氧2周时,大鼠形成明显的HPH,此时肺动脉内皮功能受损,表现为肺动脉对内皮依赖性血管舒张剂ACh舒张反应减弱,而对非内皮依赖性血管舒张剂NaNO2却有正常的舒张反应。在低氧2周的同时腹腔注射U50488H(1.25mg/kg)可显著降低HPH大鼠右室压(RVP)和右室肥厚指数(RVHI),并可显著改善肺动脉对ACh的舒张反应。慢性低氧2周大鼠血清NO水平显著下降,而U50488H可显著升高血清NO水平。上述实验结果可被κ-阿片受体选择性阻断剂nor-BNI所阻断。结果提示,U50488H可通过激动κ-阿片受体改善HPH大鼠肺动脉内皮功能,并且同时能够升高血清NO的水平。(2) U50488H对肺动脉NO生成的影响慢性低氧2周时,大鼠肺动脉eNOS活性水平显著降低,iNOS活性显著升高,U50488H可升高HPH大鼠肺动脉eNOS活性并且降低iNOS活性。此外,慢性低氧2周时大鼠肺动脉eNOS磷酸化水平显著降低,U50488H可提高其磷酸化水平但未检测出其对Akt表达和磷酸化的影响。上述实验结果可被κ-阿片受体选择性阻断剂nor-BNI所阻断。表明U50488H可通过激动κ-阿片受体提高eNOS的活性和磷酸化水平进而促进NO的生成,该作用可能不依赖于Akt的磷酸化。(3) U50488H对肺动脉NO破坏的影响慢性低氧2周时,大鼠肺动脉总抗氧化活性(T-AOC)显著降低,预防性的给予U50488H可以显著升高大鼠肺动脉T-AOC。此外U50488H还可降低HPH大鼠肺动脉gp91phox的过表达。上述实验结果可被κ-阿片受体选择性阻断剂nor-BNI所阻断。表明U50488H可通过激动κ-阿片受体具有抗氧化和抗硝基化效应并可阻止NO的破坏。(4) U50488H对低氧引起的PMVECs凋亡的影响U50488H可显著抑制低氧诱导的PMVECs的凋亡,该作用可被κ-阿片受体阻断剂nor-BNI以及eNOS抑制剂L-NAME所阻断,表明U50488H通过激动κ-阿片受体产生的抗PMVECs凋亡作用与NO途径有关。【结论】(1)本研究首次发现κ-阿片受体激动剂U50488H可能通过促进NO生成,阻止NO破坏发挥其抗氧化/抗硝基化作用来改善HPH大鼠内皮功能。一方面U50488H可通过激活κ-阿片受体提高eNOS的活性和磷酸化以及抑制iNOS的活性,从而促进有生物活性的NO生成。另一方面,U50488H可能通过激活κ-阿片受体增加HPH大鼠肺动脉抗氧化物的活性、抑制超氧化物的生成,来减少NO的破坏。(2) κ-阿片受体激动剂U50488H可以抗低氧引起的PMVECs凋亡,该作用可能与NO途径密切相关。