活性维生素D在血压调节中的作用及机制研究

Epidemiological study revealed that 1,25-dihydroxy vitamin D3 (l,25(OH)2D3) has negative correlation with blood pressure in healthy people and hypertensive people, and vitamin D can lower the blood pressure in patients with hypertension. Our previous studies also showed that active vitamin D (1,25-dihydroxy vitamin D3, 1,25(OH)2D3) deficiency causes hypertension and impaired cardiovascular function in mice, however, the underlying mechanism is unclear. We speculate that this phenotype is associated with the increased oxidative stress caused by 1,25-dihydroxy vitamin D3 (1,25(OH)2D3) deficiency. To test this hypothesis, we analyze the alterations in oxidative stress and peripheral and central renin-angiotensin system (RAS) and cardiovascular function in 1-alpha hydroxylase gene knockout (1α(OH)ase-/-) mouse model. To further determine whether 1,25(OH)2D3 plays a protective role in the cardiovascular system and in negative-regulation of RAS via repressing the oxidative stress, 1α(OH)ase-/- mice will be treated with 1,25(OH)2D, and then blood pressure, cardiac function, RAS level and oxidative stress will be analyzed at histopathological, cellular and molecular levels. This study will not only help to elucidate the roles and mechanisms of active vitamin D in blood pressure regulation, but also provide theoretical basis and clinical guidelines for the applications of active Vitamin D in prevention of hypertension and protection of cardiac function.

流行病学研究发现，在正常人群及高血压人群中，血1,25(OH)2D3浓度与血压呈负相关，维生素D的治疗能降低高血压患者的血压，本课题组前期研究也发现内源性活性维生素D (1,25(OH)2D3)缺乏引起小鼠血压升高，但其机制尚不清楚。我们推测与氧化应激增强有关。拟利用1,25(OH)2D3缺乏的1α羟化酶基因敲除(1α(OH)ase-/-)小鼠模型，观察外周和中枢氧化应激和肾素-血管紧张素系统(RAS)的改变；为进一步明确1,25(OH)2D3是否通过其外周和中枢抗氧化作用发挥其负性调节组织内RAS，降血压的作用，拟给予1α(OH)ase-/-小鼠补充外源性1,25(OH)2D3，从组织、细胞、分子水平研究血压、心功能、RAS和氧化应激水平的纠正情况。本研究不仅有助于阐明1,25(OH)2D3在血压调节中的作用机制，还将为使用1,25(OH)2D3防治高血压提供理论基础和临床应用指导。

本项目是基于维生素D缺乏所致高血压以及高血压与氧化应激、肾素-血管紧张素系统（RAS）的密切联系提出科研假说：活性维生素D缺乏通过外周和中枢氧化应激增加，激活外周和中枢RAS，导致血压增高；而给予外源性活性维生素D（1,25(OH)2D3）通过抗氧化机制发挥负性调节外周和中枢RAS活性，发挥降血压作用。. 我们以敲除25-羟化维生素D 1α-羟化酶基因(1α(OH)ase)所致1,25(OH)2D3缺乏的小鼠为研究对象，分别给予 1α(OH)ase+/+(WT) 和1α(OH)ase–/–(KO) 小鼠，正常饮食、高钙高磷纠正饮食、NAC补充和皮下注射1,25(OH)2D3。运用尾动脉压体积描记法、超声心动图、Elisa、Western-blot、RT-PCR、组织化学、离体微血管压力肌动描记等方法分析和比较各组小鼠血压、心功能、血和脑内RAS、氧化和抗氧化应激水平、脑内血管加压素（VP）的表达和脑微血管反应性的变化。结果表明：与同窝野生型小鼠相比，1α(OH)ase–/–小鼠出现高血压、心脏功能障碍，脑RAS以及血清氧化应激水平增加，下丘脑室旁核和视上核VP表达上调，大脑后动脉对乙酰胆碱的舒血管反应和对一氧化氮合酶抑制剂L-硝基-精氨酸的缩血管反应较对照组显著降低。这些病理生理变化除了血管紧张素II1型受体外，都可以被外源性补充1,25(OH)2D3或NAC所纠正。 从而我们推测1,25(OH)2D3 可通过中枢和外周的抗氧机制负性调节机体RAS系统和脑神经内分泌系统，从而改善高血压表型和心脑功能。. 本项目研究内源性1,25(OH)2D3缺乏，外周和中枢氧化应激水平和RAS活性，从而明确1,25(OH)2D3缺乏引起的外周和中枢靶器官损害的分子机制。在此基础上，研究外源性补充1,25(OH)2D3或抗氧化剂NAC从组织、细胞、分子水平比较小鼠的血压、组织中RAS、氧化应激水平和心脑功能，从而揭示1,25(OH)2D3在高血压发病过程中通过调控外周和中枢的抗氧化和神经内分泌等途径发挥对心血管活动的调控作用。