AGEs-MAPK-ENaCs信号通路在高血压水盐代谢中的调控作用及机制

Water-electrolyte metabolism plays an important role in the occurrence and development of hypertension. The prevalence of salt sensitivity (SS) increases with age. Advanced glycation end products (AGEs) might result in SS through some certain mechanisms and affect water-electrolyte metabolism. AGEs may combine with receptor of advanced glycation end products (RAGE) on cell surface, resulting in the activation of MAPK signal passway. Erk1/2, p38 and JNK in the MAPK signal pathway may play an important role in the production of epithelial sodium channels (ENaCs). AGEs-MAPK-ENaCs signaling pathway might regulate water-electrolyte metabolism of hypertenison. Our previous study showed that some components in AGEs-MAPK-ENaCs pathway are associated with arterial stiffness. However, it was not demonstrated whether AGEs-MAPK-ENaCs signaling pathway regulates water-electrolyte metabolism of hypertenison. This project will carry out animal experiment by using the classic spontaneously hypertensive rats and the control Wistar-Kyoto rats, and carry out the cell experiment in vitro by culturing mouse renal cortical collecting duct (CCD) cells to systematically explore the regulation effect of AGEs-MAPK-ENaCs pathway on water-electrolyte metabolism of hypertension and the malecular mechanism. Therefore, experimental basis might be provided for the establishment of the ENaCs gene as a new target for the prevention and control of hypertension.

水盐代谢异常在高血压发生发展中起重要作用，盐敏感患病率随年龄增长而上升，糖基化终末产物（AGEs）可能通过某些机制导致盐敏感，影响水盐代谢。AGEs可与细胞表面的糖基化终末产物受体结合，导致细胞内MAPK信号通路激活，MAPK通路中的Erk1/2、p38及JNK在肾皮质集合小管细胞上皮钠通道（ENaCs)蛋白的表达中起重要作用。AGEs-MAPK-ENaCs信号通路很可能在高血压水盐代谢中起调控作用。我们课题组前期研究发现AGEs-MAPK-ENaCs通路成分与动脉硬化相关，但该通路是否对高血压水盐代谢起调控作用尚未被阐明。本项目利用国际经典的自发性高血压大鼠(SHR)模型及其对照WKY大鼠进行动物实验，培养小鼠肾皮质集合小管细胞开展细胞体外实验，旨在探讨AGEs-MAPK-ENaCs信号通路在高血压水盐代谢中的调控作用及其分子机制，为确立ENaCs基因作为高血压防治的新靶点提供实验依据。

水盐代谢异常在高血压发生发展中起重要作用，本课题探讨糖基化终末产物（AGEs）是否通过细胞内MAPK信号通路导致肾小管上皮细胞钠通道ENaCs增加，从而影响高血压水盐代谢。在动物研究中，我们饲养48只SD大鼠，随机分为普通饲料组、12 %果糖水组、高脂饲料组及高脂加 12%果糖水组，建立了肥胖大鼠模型，检测6周及12周血浆AGEs浓度及尿电解质。细胞实验中，采用肾小管上皮细胞系，设置对照组及AGEs处理组，两组再分别分为ERK1/2抑制剂组、MAPK p38抑制剂组、JNKs抑制剂组、阿米洛利组及对照组。抽提RNA，通过定量PCR检测ENaCs、MAPK信号蛋白及RAGE的表达。对细胞溶解物进行蛋白提取，Western blot分析蛋白含量，荧光分析法分析进入细胞的钠含量。研究也检测了人群血浆AGEs浓度、尿钠排泄及动脉硬化等指标。结果显示，动物实验中，高糖、高脂饮食组从6周到12周血糖及AGEs浓度变化显著高于普通饲料组。尿钠浓度与AGEs浓度存在负相关趋势，但并未达到统计学显著性（r=0.24，P=0.12）。不同浓度AGEs处理肾小管上皮细胞后24小时，JNKs、ERK1/2及P38的表达随AGEs浓度升高呈上升趋势。不同浓度AGEs处理肾小管上皮细胞后，ENaC蛋白表达随着AGEs浓度增加呈上升趋势。AGEs处理组细胞内钠离子浓度增加，而阿米洛利、JNK抑制剂则抑制JNK1，减少ENaCs，并减少细胞内钠离子含量。人群研究中，血浆AGEs浓度高者，近端小管钠排泄减少（P<0.02）。血浆AGEs浓度与中心血压（而非外周血压）及某些血压放大指标相关。AGEs浓度每增加10倍，中心血压升高2.94mmHg（P=0.04），中心-外周脉压比降低2.39%（P=0.03）。在多元回归分析中，血浆AGEs浓度与动脉硬化指标颈-股脉搏波传导速度（cfPWV）相关（每10倍增加β值 0.44 m/s，P=0.04）。结论：AGEs通过细胞内信号通路导致ENaCs增加，并减少尿钠排泄，与中心血压及动脉硬化指标相关。