血管平滑肌CSE/H2S通过线粒体蛋白FAM3A调控血压的作用及机制研究

Hydrogen sulfide can regulate mitochondrial membrane potential, inhibit mitochondrial reactive oxygen species production, and inhibit VSMCs proliferation and migration. FAM3A is a novel mitochondrial protein that regulates mitochondrial ATP production to promote VSMCs proliferation and migration. Pre-experiment found that the expression of FAM3A in SHR was up-regulated, treatment with NaHS (one of H2S donor) lowered blood pressure and down-regulated the expression of FAM3A. Accordingly, a scientific hypothesis is proposed: vascular smooth muscle CSE / H2S can regulate mitochondrial function through FAM3A, thereby regulating the function of VSMCs and antagonizing the occurrence of hypertension. The current study aims to: 1) to evaluate the effect of gain or loss H2S in VSMCs on regulating mitochondrion function and blood pressure; 2) to determine whether CSE/H2S regulates blood pressure via FAM3A-mediated changes of mitochondrion function; 3) To explore the specific mechanism of CSE/H2S system to regulate FAM3A. H2S increased NFE2 sulfhydrylation and decreased FAM3A expression, we will explore specific sulfhydryl modification site of NFE2.

硫化氢可调节线粒体膜电位、抑制线粒体活性氧产生，且抑制VSMCs增殖和迁移。FAM3A是一种新线粒体蛋白，调节线粒体ATP产生从而促进VSMCs的增殖和迁移。预实验发现高血压大鼠VSMCs中FAM3A表达上调，H2S供体降低血压并下调FAM3A表达。据此提出科学假说：血管平滑肌CSE/H2S可通过FAM3A调节线粒体功能，进而调节VSMCs功能，拮抗高血压的发生。本项目拟从动物、细胞以及分子水平展开研究：1）通过NaHS处理或血管平滑肌特异性CSE/H2S敲除，明确VSMCs中的CSE/H2S对血压的调节及对线粒体功能的影响；2）血管平滑肌细胞敲除FAM3A后补充H2S，深入研究VSMCs中的CSE/H2S是否通过调节FAM3A影响线粒体的功能，从而拮抗高血压；3）H2S增加NFE2硫氢化修饰从而抑制FAM3A表达，寻找具体硫氢化修饰的位点，探索CSE/H2S系统调节FAM3A的具体机制。

高血压是造成心脑血管疾病发生和死亡的重要危险因素。因此，对高血压发病机制展开深入研究以及研发更有效的高血压防治药物具有重要的临床意义和社会价值。硫化氢已被证实是重要的血压调节因子，但目前尚未有直接证据证明血管平滑肌中CSE/H2S系统在血压调节中的作用。线粒体功能在高血压发生发展中发挥重要作用。硫化氢可调节线粒体膜电位，抑制线粒体活性氧的产生。因此本研究从线粒体的功能出发，研究平滑肌中CSE/H2S在血压调节中的作用。平滑肌CSE缺失后小鼠血压显著升高，血管中膜厚度增加，血管收缩和舒张功能破坏。并且CSE敲除增加平滑肌细胞的硬度，破坏线粒体结构的完整性，恶化线粒体的功能。线粒体蛋白质质谱结果显示CSE敲除后Ugt1a6的表达显著降低，CSE敲除后补充Ugt1a6增加细胞收缩性，降低细胞硬度。机制研究表明CSE增加Ugt1a6启动子区转录因子Pax4的硫氢化修饰。以上研究表明硫氢化供体有望通过调节线粒体功能减轻血管硬度从而降血压。此外，本研究还研究了线粒体分裂融合参与血压调节和平滑肌表型转换，证实线粒体分裂抑制剂Mdivi-1恢复线粒体活性抑制AngII诱导的血管平滑肌表型转换，最终降低血压。以上研究表明Mdivi-1有望成为降血压的药物。. 基于本研究的结果，已发表论文4篇，培养博士后1名，项目负责人在国自然资助期间成功晋升副研究员。