CPS I参与左心疾病相关肺动脉高压疾病发生及发展的机制研究

Pulmonary arterial hypertension is characterized by elevated pulmonary arterial pressure with high disabled rate and lethality. Limited to the non-specific clinical feature and traditional invasive test, valid PAH screening is lacking, a simple non-invasive test to frequently monitor the patients and new therapeutic target is much needed. Using proteomic study, we previously identified CPS I was significantly lower in the plasma of various types of PAH patients, including congenital heart disease associated PAH (CHD-PAH), PAH due to left heart disease. According to CPS I related to urea cycle and endogenous nitric oxide production and other effects, we propose that CPS I is extensively involved in the pathogenesis of PAH. We aim to detect the expression of CPS I in the FFPE lung tissue of PAH patients. Furthermore, we will establish CPS I knock-out cell models respectively in the human pulmonary arterial endothelial (hPAECs) and smooth muscle cell lines (hPASMCs), to validate the effects of CPS I in the NO production, vascular relaxing and remodeling. Based upon the above, we attempt to explore the mechanism of cell proliferation and migration in the CPS I cell models with RNA-seq. This project provides a new direction for translational medicine in PAH with regard to the diagnosis and therapeutic target.

肺动脉高压疾病（PAH）是一类以肺血管阻力进行性升高为主要特征的严重心血管疾病。寻求有效的诊断及治疗靶点是目前PAH研究的关键点。内源性NO是维持肺动脉压力的重要因子，CPS I所催化的反应是尿素循环产生NO的限速步骤。申请者发现先心病合并肺高压患者、左心疾病合并肺高压患者血浆中CPS I蛋白表达均降低，同时已收集PAH患者的肺组织蜡块，拟考察CPS I在肺组织的表达情况。在此基础上本项目拟应用CRISPR基因编辑技术在人肺动脉内皮细胞及平滑肌细胞系中分别建立CPS I敲除型细胞模型，深入研究CPS I对NO通路、血管舒张及重塑等功能的影响。并通过RNA-seq初步筛查并验证CPS I影响细胞增殖和迁移功能的分子机制。旨在解析CPS I影响PAH疾病发生发展的机制，并评估CPS I作为PAH临床诊断和疾病转归指标的价值，并为PAH的治疗提供新的靶点及科学依据。

肺动脉高压疾病（PAH）是一类以肺血管阻力进行性升高为主要特征的严重心血管疾病。寻求有效的诊断及治疗靶点是目前PAH研究的关键点。研究者在左心疾病相关的肺高压人群血浆中发现CPS1的改变，为进一步研究CPS1致PAH的机制，在人原代血管内皮细胞系及平滑肌细胞系中建立敲低及过表达模型，应用RNA-seq技术获得CPS1相关基因表达谱，选取趋化因子配体5（CCL5）在肺高压人群中进行验证，与疾病对照组及正常健康人群相比，CCL5表达量下降且差异具有统计学意义。且与CPS1的表达具有一定的相关性（R2=0.388，p＜0.001）。在上述细胞模型的基础上，通过检测细胞上清硝酸盐浓度考察CPS-NO通路的改变。研究表明，在缓激肽刺激下内皮细胞释放到上清中的NO有所减少，这可能与NO在胞内生物利用增加有关；CPS1敲低模型中，内皮细胞释放到上清中的NO与对照相比有所增加，这可能与NO在CPS1敲低模型中胞内生物利用减少有关。在血小板源性生长因子作用下，平滑肌细胞以及CPS敲低模型中NO释放到上清中的浓度几乎没有改变，这可能是因为CPS1在平滑肌细胞中致PAH机制的通路与NO无关。目前结论为初步结果，后续实验将进一步验证并深化。在临床研究方面，研究发现与肺动脉高压诊断金标准右心导管相比，超声心动图（DE）联合NTproBNP/BNP诊断先天性心脏病肺动脉高压诊断效能较好，其中AUC 0.857敏感性100%，特异性77.8%。综上，CCL5可能参与CPS1在 PAH发生及发展中的作用，有可能成为肺动脉高压疾病诊断及预后判断的潜在生物标志物及药物干预靶点。同时推荐临床上在肺高压诊断时联合DE及NTproBNP/BNP进行综合判断。