基于PI3K/Akt/mTORC1信号通路研究血府逐瘀汤治疗低氧性肺动脉高压的分子机制

The main pathological features and pathological basis of hypoxia-induced pulmonary hypertension(HPH) is persistent pulmonary vasoconstriction, pulmonary vascular remodeling and in situ thrombosis. Reduce pulmonary vascular remodeling is one of methods for prevention and treatment of HPH. Based on the previous study,which we found that Xuefu Zhuyu Decoction can regulate the expression of PCNA in pulmonary artery of HPH. This study focuses on the PI3K/Akt/mTORC1 signaling pathway which is closely related to cell growth, proliferation, autophagy. We plan to determine the mechanism of Xuefu Zhuyu Decoction to inhibit the proliferation of pulmonary artery smooth muscle cells(PASMC) by directly inhibiting PI3K/Akt/mTORC1 signaling pathway. Firstly, the rat model of HPH was established using normal pressure hypoxia. Then, we take the PASMC for the target cells. Using the methods such as immunohistochemistry, immunocytochemistry, detection of signaling pathway phosphorylation and signal blocking, to detecting the quantitative alteration of factors which related with pulmonary vascular remodeling such as PI3K、Akt、mTORC1、S6K、S6、4E-BP1及IL-6、VEGF、PCNA、NF-κB, as well as pathological changes of pulmonary artery. The results are expected to elucidate the molecular mechanism of Xuefu Zhuyu Decoction in the treatment of HPH pulmonary vascular remodeling, and provide the theoretical and experimental evidences for clinical application of Xuefu Zhuyu Decoction.

低氧性肺动脉高压（HPH）主要的病理改变为持续性的肺血管收缩、肺血管壁重构以及原位血栓的形成。减轻肺血管重构是防治HPH的方法之一。在我们前期研究发现血府逐瘀汤对HPH肺动脉中增殖细胞核抗原（PCNA）的表达有调节作用的基础上，本项目紧扣与细胞的生长、增殖、自噬密切相关的PI3K/Akt/mTORC1信号通路。从血府逐瘀汤通过对PI3K/Akt/mTORC1信号通路的调控来抑制肺动脉平滑肌细胞（PASMC）增殖的研究思路出发，首先采用常压低氧法制备大鼠HPH模型，然后以PASMC为研究靶细胞，采用免疫组织化学、免疫细胞化学、信号传导通路磷酸化水平检测及信号阻断等技术，观察血府逐瘀汤治疗前后PI3K、Akt、mTORC1、S6K、S6、4E-BP1及IL-6、VEGF、PCNA、NF-κB等肺血管重构相关因子的表达水平及肺动脉的病理变化，阐明血府逐瘀汤干预HPH肺血管重构的分子机制。

低氧性肺动脉高压（HPH）是临床上许多肺部疾病（如慢性阻塞性肺疾病等）发生发展过程中伴随的或最终的病理生理环节。如能早期有效地控制肺动脉高压，对提高HPH患者的生存质量，改善预后，防止肺心病的发生具有重要意义。HPH主要的病理改变为持续性的肺血管收缩、肺血管壁重构以及原位血栓的形成。减轻肺血管重构是防治HPH的方法之一。. 本项目从中药血府逐瘀汤对PI3K/Akt/mTORC1信号通路的调控来抑制肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）增殖的研究思路出发，研究血府逐瘀汤对于HPH血管重构的作用机制，为其临床应用提供理论和实验依据。研究分为在体实验以及离体实验两部分。首先在体实验研究血府逐瘀汤对于HPH大鼠肺血管重构的干预作用，采用低压低氧法建立大鼠HPH模型，观察血府逐瘀汤治疗前后大鼠右室压（RVP）、平均肺动脉压（mPAP）、右心肥厚指数（RVHI）和肺血管病理形态学变化，以及肺血管组织PCNA、VEGF、NF-κB等肺血管重构相关因子和PI3K/Akt/mTORC1信号通路蛋白的表达水平。实验结果表明血府逐瘀汤可以降低HPH大鼠RVP、mPAP和RVHI，抑制HPH大鼠肺小动脉管壁增厚，改善管腔狭窄，同时使血管胶原纤维减少，抑制PI3K/Akt/mTORC1信号通路磷酸化水平，减少PCNA、VEGF、NF-κB在肺血管组织的表达。其次在细胞实验中以PASMCs为研究靶细胞，用低氧刺激PASMCs，观察PASMCs增殖的变化。观察血府逐瘀汤含药血清对低氧刺激PASMCs增殖和凋亡的影响，以及PASMCs中PCNA蛋白、PI3K/Akt/mTORC1信号通路磷酸化水平的影响。实验结果发现血府逐瘀汤含药血清能够抑制低氧诱导的PASMCs的增殖，也可以减少其凋亡。同时血府逐瘀汤含药血清可以抑制低氧刺激而激活的PI3K/Akt/mTORC1信号通路，从而降低PCNA的表达。. 研究结果说明：血府逐瘀汤可能通过抑制低氧诱导的PI3K/AKT/mTORC1信号通路的激活，减少PCNA、VEGF、NF-κB的表达，从而抑制大鼠肺血管平滑肌细胞增殖和减轻肺血管重构，最终起到降低肺动脉压力的作用。这一研究结论部分阐明了血府逐瘀汤治疗HPH肺血管重构的机制，为血府逐瘀汤临床治疗HPH提供实验依据，并进一步推动其临床应用。