FSTL1通过改善肺动脉平滑肌细胞的功能缓解低氧性肺动脉高压发生发展的机制研究

Hypoxia-induced pulmonary hypertension (HPH) is an important complication of lung diseases with high morbidity, which is characterized by the dysfunction of pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMCs). Currently, no curative therapy for HPH is available. Our previous studies showed that FSTL1 inhibited the hypoxia induced proliferation of human PASMCs. Haplodeletion of FSTL1 enhanced the development of HPH in mice. However, the mechanisms of FSTL1 remain unknown in the pathogenesis of HPH. Thus, this study is designed 1) to examine the FSTL1 levels in patients of HPH, animal and PASMC models after exposed to hypoxia and to do the correlation analysis; 2) to further illustrate the protective roles of FSTL1 in HPH and pulmonary vascular remodeling via the gain-of-function and loss-of-function; 3) to investigate the molecular mechanisms of FSTL1 in alleviating the dysfunctions of PASMCs by using the cellular and molecular biology methods. Our study would improve the understanding of the regulatory mechanisms underlying pulmonary arterial remodeling and provide theoretical and experimental basis for the treatment of HPH.

低氧性肺动脉高压（HPH）以肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）功能异常为核心病理改变，是许多肺部疾病伴随或最终的环节，其患病率高且缺乏有效的治疗药物。本课题组的前期研究发现，卵泡抑素样蛋白1（FSTL1）可抑制低氧诱导的人PASMCs增殖，缺失则可加重小鼠HPH的发生发展。然而，其潜在的分子机制尚不清楚。本课题在前期研究基础上，1）结合临床标本检测与基础实验研究，观察HPH临床标本、动物模型以及细胞模型中FSTL1的水平，并进行相关性分析；2）采用基因缺失以及外源性补充FSTL1，进一步阐明FSTL1对HPH发生发展以及肺血管壁重构的抑制作用；3）采用细胞以及分子生物学方法，探讨FSTL1对低氧诱导的PASMCs功能异常的改善作用及其分子机制。以期为低氧诱导的肺血管壁重构调控机制的认识增添新的理论内容，以及临床HPH的治疗提供重要的实验依据。

低氧性肺动脉高压（HPH）以肺小动脉重构为主要病理特征，是许多肺部疾的常见并发症，具有较高的患病率和死亡率。其分子机制尚未完全阐明且缺乏有效的治疗药物。卵泡抑素样蛋白1（FSTL1）是一种可以抗心肌细胞以及血管壁细胞损伤的分泌性糖蛋白，在肺血管中亦高表达，然而其在HPH中的作用和机制尚未见报道。因此，本课题旨在研究FSTL1在HPH中的作用及机制，从而为HPH机制探索以及临床应用提供一定的依据。本项目①观察FSTL1在HPH中的表达水平是否改变，发现FSTL1在慢性阻塞性肺疾病合并肺动脉高压患者的血清中、低氧小鼠模型的血清、肺组织和肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）中以及体外低氧刺激的肺动脉内皮细胞（PAECs）中表达上调。②研究FSTL1与HPH发生发展的因果关系，通过敲低或过表达FSTL1进行在体实验，发现Fstl1基因单倍缺失的杂合型敲低小鼠（Fstl1+/–）较其同窝野生型小鼠（Fstl1+/+）相比，低氧4周后的右心室收缩压（RVSP）和右心室肥厚指数（RVHI）更高，血管壁重构更为显著；而外源性注射FSTL1重组蛋白小鼠较其对照小鼠相比，上述病理改变减轻。③探索FSTL1缓解HPH的分子机制，敲低或过表达FSTL1进行离体实验，发现siRNA Fstl1敲低FSTL1的人PASMCs较其对照相比，增殖和迁移能力增强，且ERK的抑制剂U0126可逆转上述表现。而外源性加入FSTL1重组蛋白较其对照相比，增殖和迁移能力减弱。④检测FSTL1对PAECs功能的影响，发现FSTL1可促进PAECs的增殖、黏附以及血管生成。总之，本项目表明FSTL1可通过抑制ERK的激活改善PASMCs的功能缓解HPH的发生发展，为肺动脉高压分子机制的认识增添一定的理论基础，同时为其临床应用提供一定的实验依据。