糖尿病模型内皮一型环氧化酶对血压和血管功能的调控和机制

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shuwenglei
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背景与目的:  环氧化酶(COX)催化花生四烯酸(arachidonic acid,AA)产生前列腺素类物质,发挥重要病理生理作用。目前普遍认为,血管内皮主要由 COX-2催化 AA产生前列环素(Prostacyclin,PGI2),后者作用于IP受体发挥舒张血管和抗血小板聚集作用。然而,本课题组前期研究证实了PGI2是不同类型血管内皮中AA代谢的主要产物,同时明确了COX-1在 PGI2合成中的主导作用。而且,我们的研究发现,在某些血管如小鼠的腹主动脉及猪肾叶间动脉,PGI2不但不诱发舒张效应,反而具有诱发收缩效应。同时,我们发现, PGI2可同时作用于前列环素受体(IP受体)和血栓烷素受体(TP受体);且在 IP受体功能缺失或低表达的血管,主要作用于 TP受体诱发血管收缩,而在其它血管如小鼠肠系膜动脉表现为诱发血管舒张效应。由于PGI2对血管作用的双重性,因此,由内皮COX-1合成此产物的病理生理意义尚待进一步明了。糖尿病是一种严重危害公众健康的疾病,其显著增加的心血管并发症成为糖尿病患者中致残和致死的较普遍的原因。之前的研究已经证明在糖尿病存在血管功能失调,且 COX依赖的血管舒张增强或受损的状态均存在。本研究的目的是进一步阐明糖尿病疾病状态下,COX-1基因敲除或 COX-1抑制剂对其血管疾病发生和发展的影响,并明确COX-1介导的血管内皮PGI2合成在血压和血管功能调控中的作用及可能机制。  材料与方法:  C57BL/6小鼠和同基因型背景的COX-1基因敲除(COX-1-/-)小鼠采用高脂联用S TZ注射构建糖尿病模型;尾套加压法检测对照组和模型组小鼠的动脉收缩压;蛋白免疫印记法检测主动脉和肾脏皮质及髓质中COX-1和PGIS蛋白表达;实时定量PCR检测主动脉中COX-2 mRNA表达水平;免疫组织化学方法检测 PGIS在肾脏和主动脉中的表达定位;HE染色检测正常对照组和糖尿病模型组的肾脏及其血管形态学改变;血管环张力检测系统检测乙酰胆碱(ACh)和花生四烯酸(AA)诱导离体小鼠腹主动脉和肾动脉及肠系膜动脉血管反应性;高效液相-质谱(HPLC-MS)方法检测ACh和AA刺激小鼠主动脉中PGI2代谢产物6-keto-PGF1α的产生水平。  结果:  在STZ诱导的糖尿病模型:  1. STZ注射三个月后,C57BL/6组模型鼠的收缩压为149±6.72mmHg,COX-1基因敲除组模型鼠收缩压为115±3.1mmHg,明显低于C57BL/6组模型鼠的收缩压;  2.腹主动脉和/或肾动脉中,COX-1基因敲除或药物抑制可消除内皮胆碱能M3受体激动剂乙酰胆碱诱发的收缩血管效应,改善其诱发的血管舒张作用;  3.主动脉中,COX-1基因敲除可以消除内皮胆碱能M3受体激动剂乙酰胆碱及花生四烯酸诱发的PGI2代谢产物6-keto-PGF1α的产生;  4.在PGI2诱发舒张反应的肠系膜动脉,COX-1基因敲除不影响乙酰胆碱诱发的舒张效应;  5.主动脉及肾脏COX-1蛋白表达下调,PGIS无明显变化,PGIS在血管内皮和平滑肌层表达强阳性,在肾脏的近曲小管和集合管上皮细胞也有中等阳性水平蛋白表达。  结论:  1.在糖尿病小鼠动脉血管,PGI2主要由COX-1介导产生;且其在腹主动脉、肾动脉起着内皮源性收缩因子的作用;  2.在糖尿病小鼠的主动脉和肾脏,COX-1表达下调;  3. COX-1基因敲除可通过消除糖尿病小鼠腹主动脉及肾动脉等动脉血管PGI2的合成,消除内皮依赖性血管收缩,从而促进内皮依赖性血管舒张的作用;此一作用可能参与COX-1基因敲除降低糖尿病模型血压的作用。
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