GPCR调节氧敏感性Kv通道机制在肺动脉高压中的作用研究

肺动脉高压PAH是仅次于冠心病和高血压的第三位常见心血管疾病，被称为"比很多恶性肿瘤还恶性的疾病"。目前认为，血管内皮功能紊乱在其发病中起了关键作用。前列腺素I2为一内皮源性舒血管物质，为治疗PAH的一线药物，但费用昂贵且副作用多，机制也待进一步研究。PGI2一般与G蛋白偶联受体GPCR IP结合起作用，然而，PAH时肺动脉平滑肌IP表达明显降低， 此时PGI2主要与稳定高表达的GPCR EP4结合，活化G蛋白，合成第二信使调节离子通道的活性，舒张血管。另外研究认为氧敏感Kv钾通道与PAH密切相关；并证实多个病理生理过程都有GPCR调节Kv通道的机制；我们前期也发现，EP4调节SMC Kv钾通道在动脉导管功能中起了重要作用。因此，我们欲将EP4受体激动剂用于治疗PAH，并证实GPCR调节氧敏感性Kv钾离子通道的机制。

近年来前列腺环素（PGI2）类似物作为肺动脉高压（PAH）治疗的一线药物之一，其机制备受关注。既往研究显示远端肺动脉平滑肌细胞的氧敏感性电压依赖性钾离子（Kv）通道与PAH 密切相关；我们前期研究在动脉导管发现，PGE1与其动脉血管平滑肌细胞（SMC）相应的特异性G蛋白偶联受体（GPCRs）EP4相结合后，该结合激活G蛋白后可通过不同的信号转导途径开放细胞膜Kv钾离子通道，进而发挥扩血管效应。但该机制在PGI2类似物在肺动脉高压治疗中的作用的细胞内机制，有待于研究证实。在肺动脉血管，生理状况下，PGI2主要与G蛋白偶联受体GPCR-IP结合起作用，然而，我们结果发现，PAH病理状态时，肺动脉平滑肌IP表达明显降低，但是PGE2的舒张型抗体EP4稳定高表达，此时PGI2主要与GPCR EP4交叉结合发挥解除肺动脉痉挛及抑制重构的作用，该结合活化相应的G蛋白，与细胞内第二信使偶联，从而调节KV离子通道的活性，发挥舒张血管和改善血管重构作用，因此推测特异性的EP4受体激动剂可能成为更具特异性、更少副作用的一种经济有效的治疗PAH的药物。.在该项目研究过程中，我们已成功建立了低氧性肺动脉高压大鼠模型，分离远肺小动脉，进行Western及PCR实验，低氧PAH大鼠肺动脉氧敏感性Kv钾离子通道Kv1.2、Kv1.5及Kv2.1蛋白及mRNA表达，以及前列环素素受体IP的表达明显降低，而EP4的表达量无明显改变；用贝前列腺素钠对这些低氧性肺动脉高压大鼠进行干预治疗，干预后大鼠远端肺小动脉平滑肌Kv1.2、Kv1.5及Kv2.1钾通道蛋白及mRNA表达量明显上升。此外，应用全细胞膜片钳技术，记录远端肺小动脉平滑肌细胞在常氧及低氧状态下钾离子电流的改变，同时应用贝前列腺素钠（BPS）干预低氧状态下的平滑肌细胞，实验发现低氧可明显抑制钾离子电流，BPS可改善上述情况；在使用EP4受体阻断剂（GW627368X）之后，BPS增加低氧状态下的平滑肌细胞钾离子电流的情况变得不明显，提示BPS可能是通过EP4受体调节低氧状态下氧敏感性钾离子通道的表达与功能，从而改善肺动脉高压。