基于microRNA研究低氧、冷复合因素致血管内皮细胞损伤及靶向ATP敏感性钾通道的防治作用

高原环境因素复杂多样，其主要因素包括低氧、寒冷。血管内皮细胞功能异常是二者单一因素损伤的关键病理生理环节。MicroRNA（miRNA）是近年基因表达调控研究的重要内涵，被认为是极有前景的诊断、风险评估、疾病进程或疗效观察的生物标志物。本研究拟突破以往对单一环境因素损伤机制的已有认识，利用miRNA芯片差异表达分析技术，在明确低氧、冷复合因素暴露对血管内皮细胞损伤的基础上，筛选出内皮细胞损伤标志物miRNA，并通过对目的miRNA潜在靶蛋白的分析和干预，在分子水平阐明miRNA参与低氧、冷复合作用致内皮细胞损伤的机制；进而依据对血管内皮细胞ATP敏感性钾通道（KATP）的研究基础，建立适应内皮细胞保护作用发展趋势及针对新靶点的评价体系，并转化应用到基于miRNA探讨靶向内皮细胞KATP抗低氧、冷复合因素致内皮细胞损伤作用及其机制的研究中。

高原环境主要因素是低氧、寒冷。本研究突破以往对单一环境因素损伤机制的已有认识，利用整体、离体和细胞水平实验明确了低氧、冷复合因素暴露对血管内皮细胞的损伤作用，整体实验中采用减压低氧、冷复合实验舱模拟不同海拔高度、温度复合因素的急性暴露，通过对大鼠血清中多种内皮活性物质NO、ET-1、VEGF和儿茶酚胺类激素肾上腺素（ADR）、去甲肾上腺素（NADR）含量的测定，观察了低氧、冷复合因素对血管内皮功能和血液中内分泌激素含量的影响，明确了高原低氧、冷环境因素复合作用对内皮细胞的损伤特征，二者的复合作用随着海拔高度升高、温度下降可呈现叠加效应；其中儿茶酚胺类激素ADR、NADR含量的升高可能是冷暴露因素导致血管内皮损伤的中介因素。建立肺、脑、尾微动脉乙酰胆碱内皮依赖的血管扩张作用评价体系，进行高原低氧、冷环境对大鼠血管内皮损伤的离体动物实验，进一步证实了低氧、冷因素的内皮损伤作用。在细胞实验中，利用低氧和ADR（模拟冷暴露效应）两种因素复合作用于体外培养的血管内皮细胞，结果显示，培养上清中LDH活性增加，细胞存活率下降，NO含量下降， VEGF表达增高，细胞凋亡增加，证实低氧复合ADR干预可模拟低氧、冷复合因素对血管内皮细胞的损伤作用。 在所建立的细胞模型上，利用靶向KATP的药物二氮嗪进行干预，明确了靶向内皮KATP一定程度上能够改善低氧复合模拟冷暴露ADR干预所造成的血管内皮细胞损伤。进而研究了miRNA在低氧、冷复合因素致血管内皮细胞损伤中的作用，利用miRNA芯片差异表达分析技术，进行了低氧、冷复合因素致血管内皮细胞损伤标志物miRNA筛选，通过对常氧组与低氧复合模拟冷暴露ADR组的对比分析，在发现的上调96个miRNA 和下调47个miRNA中，采用Illumina测序技术，进行复核鉴定工作，证实了目的miR-210的表达改变，并在以上细胞实验中，利用miR-210 inhibitor明确了miR-210在低氧复合模拟冷暴露ADR干预对内皮细胞损伤中发挥的作用。在此基础上，利用大鼠内皮细胞表达谱测序技术，检测了在低氧、冷复合因素致内皮细胞损伤下所有mRNA的表达水平，发现差异表达的mRNA，得到mRNA的生物信息图谱，进而探究了miRNA对低氧、冷复合因素致内皮细胞损伤时对整体细胞功能的影响。该研究可为高原低氧、冷复合环境因素对机体影响机制及防治策略研究提供参考。