H2O2调节急性缺氧肺动脉平滑肌细胞收缩功能的钙敏感性及细胞钙动员的机制

缺氧肺动脉高压(PH)致死率很高，制约其有效治疗的原因之一是缺氧肺血管收缩（HPV）的发病机制还不清楚。我们前期的研究发现，线粒体可以通过H2O2调节细胞质游离钙浓度（[Ca2+]i)；急性缺氧时细胞外Ca2+内流及内质网钙库的Ca2+释放均可升高[Ca2+]i进而引起HPV；[Ca2+]i升高又可开放细胞膜钙激活氯通道(ClCa)从而参与HPV。但肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)线粒体感受缺氧的位点、缺氧信息H2O2对下游信号通路的调节机制还不清楚。本研究拟运用激光扫描共聚焦、荧光分光光度法等技术，研究急性缺氧条件下，大鼠PASMCs线粒体H2O2生成量及位点；阐明H2O2对内质网钙库及细胞膜ClCa的影响进而对细胞钙动员的调节机制；阐明H2O2对PASMCs收缩功能的钙敏感性的调节机制。该研究将为肺血管舒缩的反应性寻找有效的调节靶点，并为缺氧PH的治疗提供新的策略。

背景：COPD相关肺动脉高压（PH）发病率及死亡率逐年升高。它主要病理生理基础之一是缺氧肺血管收缩（HPV）。HPV的发病机制还不十分清楚。本组的研究发现，线粒体可以通过ROS（主要是H2O2）调节细胞质游离钙浓度（[Ca2+]i)；急性缺氧细胞外钙内流及内质网钙释放均可升高[Ca2+]i进而引起HPV。但肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)线粒体感受缺氧的位点、缺氧信息H2O2对下游信号通路的调节机制还不清楚。故观察急性缺氧PASMCs线粒体H2O2生成量及位点；H2O2对[Ca2+]i的影响及对PASMCs收缩功能的钙敏感性的调节机制，为缺氧PH的治疗提供新的策略。此外，项目同时开展了COPD相关PH患者部分基因多态性及循环相关标记物的研究等。.研究内容.① 利用动物（鼠）及人PASMCs和肺动脉血管，研究急性缺氧时PASMCs线粒体H2O2的生成量及生成位点；H2O2对[Ca2+]i的影响；急性缺氧时H2O2通过RhoA/ROCK信号通路对PASMCs收缩功能的钙敏感性的影响。② 观察FKBP12.6及HIF-1α基因rs11549467及rs2057482位点的多态性与COPD及PH的关联；血浆血小板平均体积（MPV）、血小板活化因子( PAF) 及血小板活化因子乙水解酶(PAF-AH)等在COPD相关PH中的意义；西地那非对COPD相关PH治疗效果；总结COPD相关PH的临床特点。.结果及意义.①急性缺氧时PASMC线粒体ETC复合体I、II、III前泛半醌位点生成ROS增加，增多的ROS可以引起[Ca2+]升高；高水平的[Ca2+]能引起PASMCs收缩增强；缺氧信息H2O2主要通过激活ROCK信号通路使PASMCs收缩功能增强。提示缺氧环境下线粒体ROS信号通路激活可能是引起PH原因之一。②FKBP12.6对RYR2的调控在COPD患病及急性加重中可能起重要作用，这对进一步研究ROS-内质网RyRs钙动员-肺动脉收缩的调控机制又增加了新依据，使本组成功申请2016年国家自然科学基金（81560014）；HIF-1α基因rs2057482位点与COPD相关PH的易感性相关；血液PAF和PAF-AH等可能参与了COPD相关PH的形成或加重过程；MPV等可作为监测 COPD肺动脉压力及心肺功能受损的指标，这对COPD相关PH的临床诊断、治疗及判断预后有参考价值。