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过表达血管紧张素转化酶2基因预防低氧性肺动脉高压的研究

胡蕙蕙  
【摘要】:背景和目的: 低氧性肺动脉高压是呼吸系统的常见病,目前缺乏理想的治疗手段,患者预后差。低氧性肺血管收缩和肺血管重塑是低氧性肺动脉高压发病机制中的两个主要环节。肺血管重塑在低氧性肺动脉高压的发病机制中起了十分重要的作用,是目前研究的热点,主要表现为肺动脉平滑肌细胞的异常增殖和迁移所致的肺小动脉壁中层增厚及远端无肌细动脉的肌化。低氧通过上调血管紧张素转化酶(ACE)的表达,发挥诱导肺动脉平滑肌细胞的异常增殖和迁移的作用,从而促进肺血管重塑的发生。血管紧张素转化酶2(ACE2)是新发现的一个ACE的同工酶。ACE和ACE2是存在于RAS系统中的相互对立的一对核心枢纽,他们共同调控许多疾病。ACE2通过促进Ang-(1-7)的产生,降解Ang Ⅱ,而发挥拮抗ACE的作用,局部组织的ACE和ACE2比例失衡可导致多种疾病。且在这些疾病当中往往存在ACE的表达上调,而ACE2的表达相对不足,若通过各种方式上调ACE2的表达可逆转疾病的发展。研究显示长时间的低氧可导致ACE和ACE2之间的比例失衡,且ACE2能抑制低氧所诱导的肺动脉平滑肌细胞的异常增殖和迁移作用,表现出与ACE相拮抗的作用,这提示ACE2可能具有抑制血管重塑发生的作用。 基于以上分析,我们推测局部表达ACE2能有效的抑制肺血管重塑,具有治疗低氧性肺动脉高压的潜力。本研究以慢病毒为载体,局部表达ACE2,观察其抑制肺血管重塑及缓解肺动脉高压的作用,以期为低氧性肺动脉高压的临床治疗提供理论基础和实验依据。 方法: 将大鼠原代肺动脉平滑肌细胞经不同时间段低氧干预(0h,6h,12h,24h,48h),用RT-PCR及Western blot方法观察PASMCs的ACE、ACE2在mRNA和蛋白水平的表达及两者的比例有否失衡;建立低氧性肺动脉高压模型,比较常氧对照组和低氧干预组大鼠肺组织的ACE、ACE2在mRNA和蛋白水平的表达及两者的比例有否失衡。构建过表达ACE2基因的慢病毒载体,转染大鼠原代肺动脉平滑肌细胞(PASMCs),分别用CCK-8法、Transwell小室法比较ACE2转染组与对照病毒转染组PASMCs的增殖、迁移能力;将过表达ACE2基因的慢病毒液经气道内滴注的方式感染SD大鼠,同时设立对照病毒感染组及常氧对照组。2周后将大鼠分别常氧、低氧下饲养,4周后通过检测各组右心室收缩压(RVSP)、右,心室肥厚指数(RVHI)、显微镜下肺血管重塑指标,观察其抑制肺血管重塑及缓解肺动脉高压的作用。 结果: (1)大鼠原代PASMCs的ACE mRNA和蛋白表达量随低氧培养时间增加而逐渐升高,一直持续至48h (P0.01); ACE2mRNA和蛋白表达量分别在低氧培养12h、24h时达到高峰(P0.05),随后下降。ACE和ACE2mRNA、蛋白表达的比值在低氧培养48h前各时间段无显著差异,而48h时出现两者比例明显升高(P0.05)。 (2)低氧组与常氧组相比,其肺组织ACE mRNA表达升高,有显著差异(P0.01); ACE2mRNA两组间无显著差异;ACE mRNA与ACE2mRNA比值升高(P0.05)。ACE的蛋白表达两组间无统计学差异;ACE2的蛋白表达,低氧干预组明显低于常氧对照组(P0.05);ACE/ACE2的比值低氧干预组明显高于常氧对照组(P0.05)。 (3)CCK-8细胞增殖实验显示无论常氧和低氧条件下,转染ACE2基因的PASMCs细胞增殖能力较对照病毒转染组明显下降(P0.05);Transwell迁移实验显示细胞迁移能力较对照组显著下降(P0.01)。 (4)低氧+ACE2转染组大鼠的RVSP较低氧+对照病毒转染组明显降低[(36.45±0.64)mmHg VS(41.21±1.26)mmHg,P0.05],RVHI亦明显降低(0.24±0.01VS0.32±0.03,P0.05);低氧+ACE2转染组与低氧+对照病毒组相比血管重塑指标WT%明显降低[(25.68±2.07)%VS(41.58±2.81)%,P0.01];WA%亦明显降低[(32.22±3.24)%VS(44.08±4.96)%,P0.05]。 结论: 本研究结果表明:(1)低氧可诱导大鼠原代肺动脉平滑肌细胞的ACE/ACE2表达的失衡,而低氧性肺动脉高压大鼠模型肺组织中ACE/ACE2表达亦失衡,提示ACE2与低氧性肺血管重塑和肺动脉高压的形成有关。(2)转染过表达ACE2基因后离体PASMCs的增殖和迁移能力明显抑制。以慢病毒为载体,通过气道内滴注的转染途径将过表达ACE2基因转染至大鼠肺组织,可以在肺组织局部高效表达ACE2,且在低氧诱导肺动脉高压之前通过转染过表达ACE2基因的治疗,可以防止肺动脉压力的升高、右心室的肥厚以及肺血管的重塑。说明ACE2是低氧性肺动脉高压基因治疗的一个有力靶标。


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