RhoA/ROCK信号通路经由钙依赖途径对缺氧性肺动脉收缩的调控机制

肺动脉高压是临床常见的呼吸系统"破坏性"疑难病症，至今没有有效的治疗方法。缺氧性肺血管收缩(HPV)是其产生的主要环节，但分子机制仍不清楚。已有研究发现，RhoA/ROCK信号通路以非钙依赖机制调控HPV。然而，我们的研究表明，缺氧时肺动脉平滑肌细胞RhoA/ROCK信号通路活性增强与全细胞和局部钙信号的显著变化密切相关，强烈提示：RhoA/ROCK信号通路可能通过更为主要的钙依赖途径调控HPV。本研究拟建立缺氧模型，采用药理学与基因干预相结合的手段，应用激光共聚焦扫描显微镜，钙离子荧光测定等细胞影像技术及膜片钳技术，从分子、细胞和器官水平，全新阐释RhoA/ROCK信号通路经由钙依赖途径，即通过与L型、ROC、SOC钙通道及与胞内钙通道RyR不同亚型可能的选择性作用，对缺氧时胞内局部和全细胞钙事件的调控作用，为进一步补充和拓展现有理论，深入全面理解HPV产生的分子机制奠定坚实的实验基础。

缺氧性肺血管收缩(HPV)已被公认为缺氧性肺动脉高压产生的主要环节，是导致肺动脉高压乃至肺源性心脏病的重要原因，严重时可威胁人类生命，但HPV的分子机制仍不清楚。研究表明，缺氧时肺血管平滑肌（PAs）RhoA/ROCK信号通路活化，MLCP失活，MLC脱磷酸化受阻，胞浆内磷酸化的MLC水平提升，肌动-肌球蛋白交联增加，增强了PAs的收缩力。这一过程被称为Ca2+敏感性收缩，即RhoA/ROCK通路调控PAs的“非Ca2+依赖机制”。然而，胞浆中Ca2+浓度增加引起Ca2+依赖的MLCK活化，介导MLC磷酸化是PAs收缩的主要信号通路。基于此，提出问题：是否RhoA/ROCK信号通路可以通过更主要的Ca2+依赖的途径调控HPV。.本研究通过建立缺氧性肺动脉高压小鼠模型，采用药理学与基因干预相结合的手段，应用激光共聚焦扫描显微镜，双波长钙离子荧光测定等细胞影像技术、膜片钳技术及分子生物学实验方法，从整体、组织器官和分子等多个水平探索了RhoA/ROCK信号通路经由Ca2+依赖途径对HPV的调控作用。.研究结果发现，ROCK抑制剂fasudil和Y-27632可显著抑制缺氧引起的右室收缩压升高，右室肥厚和PAs的重构。通过基因沉默RhoA，ROCK2和HIF-1alpha，或者采用ROCK2抑制剂 fasudil，ROCK1/2 抑制剂Y-27632 抑制RhoA/ROCK通路，均可显著降低PAs或肺动脉平滑肌细胞L型钙通道，TRPC1和TRPC6的蛋白表达。抑制RhoA/ROCK通路和HIF-1α也可显著削弱缺氧引起PAs收缩、平滑肌细胞自发性钙火花的发生、L型钙通道电流的增加、钙库操纵性钙流入和受体操纵性钙流入。研究结果同时揭示，RhoA/ROCK信号通路抑制对缺氧引起的平滑肌细胞局部和全细胞钙事件的影响与其选择性调控RyR1和RyR2相关。.综上，HPV引起的RhoA/ROCK通路活化导致了肺动脉平滑肌HIF-1α蛋白表达显著增加，进一步引起了TRPC1和TRPC6蛋白的过度表达。抑制缺氧时活化的RhoA/ROCK信号通路，可有效地降低L型钙通道，TRPC1和TRPC6蛋白表达，进而抑制经由L型钙通道，ROCC和SOCC通道的外钙内流以及经由RyR1和RyR2内钙释放。本项目研究结果揭示：RhoA/ROCK信号通路可通过Ca2+依赖的途径重要性地调控HPV。