前列腺素E2受体EP4在水盐代谢及血压调节中的作用

高血压是一个严重威胁我国人民健康的重大疾病，阐明其发病机制对新型降压药的研发具有重要价值。前列腺素E2（PGE2）是一种内源性脂肪酸氧化产物，大量证据表明，PGE2可通过其四种受体即EP1、EP2、EP3和EP4参与血压及水盐代谢稳态调节。本课题旨在揭示PGE2受体EP4与血压调节的关系。研究内容一将探讨EP4基因半缺失小鼠、血管内皮细胞和血管平滑肌细胞EP4受体组织特异性基因敲除小鼠在高盐饮食和血管紧张素II作用下的血压改变；也将探讨EP4受体调节血管张力的机制；研究内容二将使用肾素表达细胞及集合管上皮细胞EP4受体组织特异性基因缺陷小鼠,探讨EP4受体在肾素表达及集合管水、钠重吸收调节中的作用及其机制。本课题的开展将有助于阐明EP4受体在血压及水盐代谢稳态调节中的作用，从而为评估EP4受体作为高血压治疗新型治疗靶点的可能性提供实验依据。

前列腺素(PGEs)是一组内源性脂肪酸氧化代谢产物，在多种生理及病生理过程中发挥重要作用。PGE2主要存在肾脏和血管中，通过4种不同的G蛋白偶联受体EP1、EP2、EP3和EP4参与调节。研究结果(1)野生型小鼠禁水24小时后肾脏和尿液PGE2明显增加，肾脏EP4表达增高。PGE2四种受体缺陷小鼠的基础尿液与对照组相比仅EP4+/-小鼠尿量增多、尿渗透压降低。肾小管和集合管EP4敲除小鼠，随年龄增加出现多尿和低渗尿的表型，在禁水和水负荷时更加明显。且这两种敲除小鼠肾脏AQP2表达水平显著降低， AQP2向细胞膜上转位障碍。给予体外培养的原代集合管上皮细胞EP4激动剂和腺病毒过表达处理，可能通过激活cAMP-CREB通路，上调AQP2转录从而增加AQP2总蛋白的表达。在稳定表达AQP2的IMCD3细胞系中，EP4激动剂和腺病毒过表达通过激活细胞内cAMP/PKA和ERK通路促进AQP2向细胞膜上转位并增加AQP2 ser256位点磷酸化水平。(2)血管内皮和平滑肌细胞EP4特异性敲除小鼠与对照组相比基础血压升高，高盐饮食后升高更明显。静脉注射PGE2及EP4激动剂PGE1-OH，野生型和平滑肌细胞EP4缺陷小鼠的血压降低，而内皮细胞EP4缺陷小鼠血压降低幅度较小，提示PGE2可通过结合内皮细胞的EP4发挥降压作用。静脉注射eNOS抑制剂L-NAME，内皮细胞EP4敲除小鼠血压上升幅度与对照组相比明显减弱；而静脉注射NO供体硝普钠引起的降压反应在两组小鼠中无差别。离体实验发现内皮细胞EP4缺陷小鼠的肠系膜动脉对乙酰胆碱诱导的血管舒张反应明显延迟，且这种延迟可被L-NAME阻断。内皮细胞EP4缺陷小鼠主动脉和肠系膜动脉的NO水平和eNOS活性下降，细胞实验发现EP4受体在内皮细胞可能通过Akt和AMPK通路激活eNOS，增加NO的合成而介导平滑肌细胞舒张。长期给予AngⅡ不仅提高两种敲除小鼠的血压，同时诱发明显的主动脉夹层动脉瘤。结论(1)EP4可能通过调控AQP2向细胞膜上的转位和总蛋白的表达，调节肾脏对水的重吸收和尿液浓缩过程。(2)小鼠血管内皮细胞EP4受体可能通过增加eNOS的活性参与机体血压的调节；内皮和平滑肌细胞EP4受体在血压调节和动脉瘤的发生中都具有重要作用。EP4有望成为尿崩症、高血压及主动脉瘤等多种疾病的治疗靶点。