毛细血管形成基因2在先心病肺动脉高压肺血管重构中的作用与机制

Pulmonary vascular remodeling plays a key role in the progression of pulmonary arterial hypertension secondary to congenital heart disease (CHD-PAH) with systemic-to-pulmonary shunt, and mainly involves excessive proliferation, migration and apoptosis resistance in pulmonary vascular cells. Our preliminary study suggests that, expression of capillary morphogenesis gene 2 (CMG2) in the lungs of sever CHD-PAH (Eisenmenger syndrome) patients was significantly lower than that of normal lungs. Furthermore, immunohistochemistry results showed that, CMG2 exibited high expression in normal pulmonary vasculatures but little expression in remodeled pulmonary vasculatures of Eisenmenger patients, suggesting a role of CMG2 in pulmonary vascular remodeling. Based on these results, this project will investigate: the expression pattern and localization of CMG2 in rat lungs suffering from systemic-to-pulmonary shunt; the effect of CMG2 on pulmonary arterial smooth muscle cell and pulmonary arterial epithelial cell proliferation, migration, apoptosis and the underling mechanism, in vitro; the effect of knocking out CMG2 or overexpressing CMG2 by lentivirus on pulmonary vascular remodeling induced by systemic-to-pulmonary shunt, in vivo. This study will clarify the role and underlying mechanism of CMG2 in pulmonary vascular remodeling, providing new therapeutic strategy for CHD-PAH.

肺血管重构是体-肺循环分流性先天性心脏病相关肺动脉高压(CHD-PAH)进展的主要因素，主要涉及肺血管壁细胞的增殖、迁移和凋亡抵抗。我们前期研究表明，毛细血管形成基因2 (CMG2) 在重度CHD-PAH（艾森曼格综合征）病人肺组织中的表达显著降低，并且，免疫组化的结果显示，CMG2在正常肺小动脉中高表达，但是其在艾森曼格综合征患者重构肺小动脉的管壁中几乎不表达，提示CMG2可能在肺血管重构中发挥着重要的作用。在此基础上本项目将：在体-肺循环分流性PAH大鼠模型中验证CMG2在肺组织和肺小动脉中的表达变化和定位情况; 在细胞水平明确CMG2对肺动脉内皮及平滑肌细胞增殖、迁移、凋亡的影响及分子机制; 在动物水平研究敲除CMG2基因及外源性给予CMG2的过表达慢病毒对体-肺分流性PAH大鼠肺血管重构的影响，从而阐明CMG2在肺血管重构中的作用及机制，为寻找CHD-PAH新的治疗方法提供依据。

肺血管重构是体-肺循环分流性先天性心脏病相关肺动脉高压(CHD-PAH)进展的主要因素，肺动脉平滑肌细胞的增殖和凋亡抵抗在其中发挥重要的作用。本项目旨在探讨毛细血管形成基因2（CMG2）在体-肺循环分流性肺动脉高压肺血管重构中的作用及机制。Real time PCR 以及Western blot的结果显示，与正常肺组织（来自周围性肺癌行肺叶切除术后癌肿远隔部位正常肺组织）相比，CHD-PAH患者肺组织（来自于艾森曼格综合征心肺联合移植患者）中CMG2 mRNA和蛋白的表达显著降低；免疫组化的结果显示，CMG2在正常肺小动脉中高表达，而在艾森曼格患者重构的肺小动脉中几乎不表达。与病人肺组织中的表达趋势一致，CMG2在体-肺分流性肺动脉高压大鼠肺组织中的表达亦显著降低。Ki67免疫荧光染色的结果表明，在体外培养的肺动脉平滑肌细胞中过表达CMG2细胞增殖能力显著降低，而用siRNA敲低CMG2的表达则可明显促进肺动脉平滑肌细胞的增殖。Annexin V-FITC/PI双染，流式细胞术检测的结果显示，过表达CMG2促进肺动脉平滑肌细胞的凋亡，而敲低CMG2则抑制了STS诱导的肺动脉平滑肌细胞凋亡。动物实验的结果表明，基础状态下，CMG2 -/-大鼠的血流动力学指标：右室收缩压（RVSP）, 肺动脉收缩（PASP）, 肺动脉平均压（mPAP）和右室肥厚指数（RVHI）与野生型（WT）大鼠相比没有明显差异，但雄性CMG2-/-大鼠肺小血管的中膜厚度百分比以及肌化小血管的比例较野生型大鼠略有升高。体-肺循环分流术后8周，与假手术组相比，WT大鼠与 CMG2 -/-大鼠的肺血流动力学指标、RVHI、肺小血管中膜厚度百分比及肌化比例均显著升高，而CMG2 -/-大鼠升高的程度较WT大鼠更加显著，说明 CMG2 基因敲除加剧了体-肺循环分流状态下肺动脉高压和肺血管重构的程度。本项目提供了先心病肺动脉高压肺血管重构发病机制的新认识，为确立CMG2作为先心病肺动脉高压新的治疗靶点提供了实验依据和科学依据。