钙通道阻滞剂对醛固酮合成过程中钙信号的影响及机制研究

Aldosterone plays an important role in the regulation of blood pressure. Activation of intracellular calcium signaling had been reported to be vital in aldosterone synthesis. But almost all the studies were conducted by using cell lines in vitro. Recently, gene mutations were found in some aldosterone-producing adenomas (APA), which can activate intracellular calcium signaling, thus increasing aldosterone synthesis. APA could be the idea model for the study of calcium signaling of aldosterone synthesis. We previously found that calcium channel blocker (CCB) inhibits aldosterone synthesis of adrenocortical cells in vitro. In our preliminary study, we found that T/L-type CCB reduced aldosterone secretion of APA patients. Herein, our project aims to take the advantage of the patient resources in our hospital and take APA as a study model to observe the effects of different CCBs (L-type and T/L-type) on aldosterone secretion and intracellular calcium signaling. We also study the regulation mechanisms of calcium signaling and its effects on mitochondria function. Our project has important implications for clarifying the mechanism of aldosterone synthesis. And it is also helpful to explore the possibility of medical therapy for reducing aldosterone secretion and blood pressure of patients.

醛固酮是体内重要的血压调节激素，胞内钙信号激活是导致醛固酮合成增加的重要机制，但钙信号激活机制的研究几乎均是在体外的工具细胞中完成。近年来研究表明，部分原醛腺瘤存在基因突变，从而导致钙信号激活，醛固酮合成增加，原醛腺瘤可做为研究醛固酮合成中钙信号激活及调控的理想模型。我们前期研究在体外实验中观察到钙通道阻滞剂（CCB）能明显抑制肾上腺皮质细胞的醛固酮合成，在临床中也初步观察到用T/L双通道CCB能减少原醛腺瘤患者的醛固酮分泌。基于此，本课题拟利用我院丰富的病例资源优势，以原醛腺瘤为研究模型，从整体、组织和分子水平，研究两种不同的CCB（L型和T/L型双通道）对醛固酮合成及其涉及的钙信号的影响，以及胞内钙信号激活对线粒体功能的影响及胞内钙信号的自我调节机制。为最终阐明醛固酮的合成机制提供帮助，并为探索临床药物控制患者的醛固酮分泌及血压奠定基础。

胞内钙信号激活是导致醛固酮合成增加的重要机制，钙信号激活调控机制尚不甚明确。部分醛固酮瘤存在基因体系突变，从而导致钙信号激活，醛固酮合成增加，醛固酮瘤可作为研究醛固酮合成中钙信号激活及调控的理想模型。本研究以醛固酮瘤为研究模型，研究三种不同的钙通道阻滞剂（L型、T型和T/L型双通道CCB）对醛固酮合成及分泌的影响，以及钙信号激活对线粒体功能的影响及胞内钙信号的自我调节机制。本课题研究显示：1）中国人醛固酮瘤中91%（131/144）为KCNJ5突变，仅1例为ATP1A1突变，基因突变类型和比例与欧美国家报道不同；2）临床研究部分，T/L 型CCB贝尼地平显著降低患者的血浆醛固酮水平，而L型CCB硝苯地平对患者血浆醛固酮水平无显著影响，因此临床中用硝苯地平治疗的患者不用提前换药即可抽血检测醛固酮，本研究结果有较大的临床应用价值。3）L/T型CCB贝尼地平、T型CCB米贝地尔和L型CCB硝苯地平均显著抑制醛固酮瘤细胞的醛固酮分泌及醛固酮合成酶表达，提示L型和T型钙通道均参与胞内钙信号激活。4）CCB减少细胞内钙信号后可引起细胞转录组改变，差异表达基因富集通路包括钙信号通路、类固醇激素生物合成、醛固酮合成与分泌、PPAR信号通路和cAMP信号通路等。5）抑制钙信号后醛固酮合成下降的同时，核受体转录因子如NR4A1和FDX1表达下调，这两种核受体转录因子可能受到Ca2+信号调控从而促进醛固酮分泌。6）钙信号改变对线粒体动力蛋白（编码线粒体融合蛋白的MFN1/2和OPA1和编码线粒体裂解蛋白的FIS1和DRP1）和线粒体功能损伤的标志物GDF15影响不大，而FGF21有下降趋势，提示钙信号激活后线粒体损伤可能存在可逆性改变。7）胞内钙信号的自我调节机制复杂，位于质膜、内质网和线粒体等处的钙泵和交换蛋白如SERCA、PMCA、NCX、MPTP、MCU等未发现表达水平变化，推测这些通道蛋白结构和功能变化可能参与钙信号的自我调节机制。本课题的研究结果为最终阐明醛固酮的合成机制提供帮助，并为探索临床药物控制患者的醛固酮分泌及血压奠定基础。