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背景与目的:
妊娠高血压综合征(Pregnancy-inducedhypertensionsyndrome,PIH,简称妊高征)包括妊娠期高血压、子痫、慢性高血压并发子痫前期以及妊娠合并慢性高血压,它的发病率占妊娠的5~10%,是产后出血的常见高危因素。阴道分娩的产后出血发生率约占15%,剖腹产的比例更高,是孕产妇高发病率、长期致残率和死亡率的主要原因。在分娩后2小时内出血为早期发生的产后出血,它是最常见并且死亡率最高的产后并发症,其致病因素中宫缩乏力占比高达80%。用于首选治疗该疾病的一线促宫缩药催产素易导致心律失常及肺动脉压力升高,甚至升高血压;而麦角新碱及前列腺素类药前列腺素F2α(ProstaglandinF2α,PGF2α)均会明显升高血压,因此当产后出血合并妊高征等心血管疾病时,它们的应用存在局限甚至禁忌。
最近本课题组和其他研究者发现,在小鼠妊娠晚期及临产前子宫内膜环氧化酶-1(Cyclooxygenase-1,COX-1)表达上调,可进一步介导造血型前列腺素D合成酶(Hematopoietic-typeprostaglandinDsynthase,H-PGDS)催化子宫合成前列腺素D2(prostaglandinD2,PGD2)增多,且其产量高于PGF2α;PGD2可作用于临产前离体子宫平滑肌层上调的前列腺素F受体(Fprostanoidreceptor,FP受体),诱发相对于未妊娠的离体子宫平滑肌收缩增强。另一方面,有研究报道药物可作用于大鼠离体动脉平滑肌PGD2的自身前列腺素D1受体(ProstaglandinD1receptor,DP1受体)致动脉舒张,并可降低自发性高血压大鼠的血压;本课题组已有研究还证实PGD2也可作用于小鼠离体动脉平滑肌的血栓素受体(Thromboxane-prostanoidreceptor,TP受体)和前列腺素E3受体(ProstaglandinE3receptor,EP3受体),诱发相对于PGF2α明显减弱的动脉收缩反应。这些结果揭示PGD2在妊娠晚期及临产前有促进子宫收缩的重要作用,以及降低或不明显升高血压优点的可能性。
然而,目前仍需明确PGD2诱发产后子宫平滑肌离体和在体收缩作用是否变化以及其调控的分子机制,并且确定其对血压的影响。为了阐明上述问题,在本研究中,我们将大鼠产后的子宫组织分离,对PGD2诱发离体子宫平滑肌收缩功能和生化分析以明确其调节宫缩的作用及机制,并在在体测定其调节宫缩及血压变化,以评估它是否能作为产后出血特别是合并妊高征时的预防及治疗药物。
材料与方法:
在本研究中,雌性与雄性SD大鼠1:1配比合笼过夜,以见到阴道栓确定为妊娠第1天,而分娩常发生妊娠第22天。将90只大鼠随机平均分为三组,包括未妊娠组,临产前组和产后组(分娩后24小时内)。采用等长收缩法对PGD2诱发产后子宫离体收缩及介导此宫缩的下游作用靶点前列腺素受体类型进行分析,并测定产后子宫在体收缩力及血压变化。采用蛋白免疫印迹法检测介导PGD2诱发产后宫缩的下游前列腺素受体如FP受体、DP1受体及前列腺素D2受体(ProstaglandinD2receptor,DP2受体)的表达变化,并进一步采用苏木素-伊红染色、免疫组织化染色、实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹法确定子宫平滑肌层FP受体的表达变化。采用酶联免疫吸附试验检测体内产后子宫组织PGD2的产量及其血浆代谢物11β-前列腺素F2α(11β-ProstaglandinF2α,11β-PGF2α)的浓度变化。采用蛋白免疫印迹法分析产后上游合成PGD2通路的关键酶如胞质型磷脂酶A2(CytosolicphospholipaseA2,cPLA2)、COX-1及H-PGDS的表达变化。
结果:
主要结果如下:
1.离体子宫肌肉条收缩实验发现,PGD2能诱发浓度(0.01-10μM)依赖性产后离体子宫平滑肌收缩,且强度比相同条件下相对应浓度所诱发的临产前子宫平滑肌的收缩更大(P<0.01);同时,不同浓度梯度(0.01-10μM)PGD2在相同条件下与PGF2α对大鼠产后子宫平滑肌诱发的收缩均相当,最大浓度10μM的PGD2与PGF2α对大鼠产后子宫平滑肌诱发的收缩[(111.4±11.5)%和(117.6±17.64)%]均超过60mMK+-PSS溶液诱发的程度(100%)。
2.在体宫缩也首次发现,在未妊娠大鼠中,静脉注射PGD2(600μg/kg)诱发子宫较弱的收缩反应,相比之下,在临产前大鼠,PGD2能诱发比非妊娠大鼠更强的宫缩[(128.4±15)%Vs(107.1±13)%,P<0.01],而且其诱发的产后宫缩比临产前更进一步增强[(177.2±12)%Vs(128.4±15)%,P<0.01];在相同条件下,PGD2和PGF2α(600μg/kg)诱发大鼠产后的宫缩都是增强的[(177.2±12)%Vs(178.4±18)%,P<0.01],但两者相比无差异。
3.在体有创血压显示,静脉注射PGD2和PGF2α(600μg/kg)对大鼠产后的血压急性影响不同。注射PGD2后第1min内出现低幅度的血压下降,平均动脉压差值与溶剂对照组对比有增加[(-9.3±0.9)Vs(-1.0±0.6)mmHg,P<0.01],之后血压逐步升高,在第2min时血压升高幅度最大,与溶剂对照组对比增加[(9.1±1.3)Vs(0.5±0.3)mmHg,P<0.01],并逐步恢复至与溶剂对照组水平无差异。相比之下,PGF2α在1min内却出现较大幅度的血压升高,平均动脉压差值与对照组对比有显著增加[(36.7±3.4)Vs(-1.0±0.6)mmHg,P<0.01],然后血压升高幅度逐渐缩小,但在6min时仍高于溶剂对照组(P<0.01);PGD2在不同时间点(2,3,4,5,6min)对大鼠产后血压升高幅度比PGF2α的均要低(P<0.01)。
4.离体子宫肌条收缩功能的抑制实验显示,相对于溶剂DMSO,FP受体拮抗剂AL8810几乎能消除PGD2引起的产后子宫平滑肌的强烈收缩[(4.668±0.6585)%Vs(52.66±6.28)%,P<0.01],而非选择性DP受体拮抗剂BWA868C和DP2受体拮抗剂BAYu3405却不能抑制,并且TP受体拮抗剂SQ29548和EP3受体拮抗剂L798106均不能抑制。在产后的子宫平滑肌,加入AL8810,也能抑制PGD2诱发的强烈收缩反应,而同样条件下BWA868C、BAYu3405、SQ29548和L798106均不能抑制这一反应。
5.蛋白免疫印迹显示,临产前比未妊娠的大鼠子宫FP受体蛋白表达水平升高(P<0.01);相对于临产前,产后子宫FP受体蛋白表达水平进一步升高(P<0.05)。另一方面,临产前比未妊娠的大鼠子宫DP1受体蛋白表达水平降低(P<0.01),但产后的大鼠子宫蛋白表达水平与临产前相比无变化;而且未妊娠、临产前及产后的大鼠子宫DP2受体蛋白表达水平也无改变。
6.苏木素-伊红和免疫组化染色进一步表明,相比临产前,产后子宫内膜及平滑肌明显增厚,FP受体蛋白表达增多,主要集中在平滑肌层;实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹结果证进一步实这一变化趋势:产后子宫平滑肌层(剥离子宫内膜)FP受体的mRNA和蛋白表达比临产前升高(P<0.01)。
7.酶联免疫吸附测定显示,大鼠产后子宫PGD2的产量较未妊娠的升高[(3.326±0.320)Vs(1.410±0.137)ng/mg,P<0.05],但相对于临产前来说是降低的[(3.326±0.320)Vs(4.846±0.605)ng/mg,P<0.05];同样地,虽然产后的血浆中的PGD2代谢物11β-PGF2α的浓度较未妊娠的要高[(17.470±1.365)Vs(9.249±1.084)pg/ml,P<0.01],但和临产前相比也是降低的[(17.470±1.365)Vs(27.940±1.826)pg/ml,P<0.05]。
8.蛋白免疫印迹显示,未妊娠、临产前及产后的大鼠子宫cPLA2蛋白表达水平并无差异;产后的子宫COX-1蛋白表达水平与未妊娠的相当,但相对于临产前却是降低的(P<0.05);同时,虽然产后子宫H-PGDS蛋白表达水平较未妊娠的升高(P<0.01),但和临产前比无差异。
结论:
以上结果表明:产后子宫平滑肌层FP受体表达上调,PGD2可作用于FP受体诱发比临产前收缩增强,与PGF2α相当;PGD2引起血压先降低后稍升高的反应。因此,PGD2是产后宫缩的调控因子,具有作为产后出血特别是合并妊高征时的预防及治疗药物的可能性。
妊娠高血压综合征(Pregnancy-inducedhypertensionsyndrome,PIH,简称妊高征)包括妊娠期高血压、子痫、慢性高血压并发子痫前期以及妊娠合并慢性高血压,它的发病率占妊娠的5~10%,是产后出血的常见高危因素。阴道分娩的产后出血发生率约占15%,剖腹产的比例更高,是孕产妇高发病率、长期致残率和死亡率的主要原因。在分娩后2小时内出血为早期发生的产后出血,它是最常见并且死亡率最高的产后并发症,其致病因素中宫缩乏力占比高达80%。用于首选治疗该疾病的一线促宫缩药催产素易导致心律失常及肺动脉压力升高,甚至升高血压;而麦角新碱及前列腺素类药前列腺素F2α(ProstaglandinF2α,PGF2α)均会明显升高血压,因此当产后出血合并妊高征等心血管疾病时,它们的应用存在局限甚至禁忌。
最近本课题组和其他研究者发现,在小鼠妊娠晚期及临产前子宫内膜环氧化酶-1(Cyclooxygenase-1,COX-1)表达上调,可进一步介导造血型前列腺素D合成酶(Hematopoietic-typeprostaglandinDsynthase,H-PGDS)催化子宫合成前列腺素D2(prostaglandinD2,PGD2)增多,且其产量高于PGF2α;PGD2可作用于临产前离体子宫平滑肌层上调的前列腺素F受体(Fprostanoidreceptor,FP受体),诱发相对于未妊娠的离体子宫平滑肌收缩增强。另一方面,有研究报道药物可作用于大鼠离体动脉平滑肌PGD2的自身前列腺素D1受体(ProstaglandinD1receptor,DP1受体)致动脉舒张,并可降低自发性高血压大鼠的血压;本课题组已有研究还证实PGD2也可作用于小鼠离体动脉平滑肌的血栓素受体(Thromboxane-prostanoidreceptor,TP受体)和前列腺素E3受体(ProstaglandinE3receptor,EP3受体),诱发相对于PGF2α明显减弱的动脉收缩反应。这些结果揭示PGD2在妊娠晚期及临产前有促进子宫收缩的重要作用,以及降低或不明显升高血压优点的可能性。
然而,目前仍需明确PGD2诱发产后子宫平滑肌离体和在体收缩作用是否变化以及其调控的分子机制,并且确定其对血压的影响。为了阐明上述问题,在本研究中,我们将大鼠产后的子宫组织分离,对PGD2诱发离体子宫平滑肌收缩功能和生化分析以明确其调节宫缩的作用及机制,并在在体测定其调节宫缩及血压变化,以评估它是否能作为产后出血特别是合并妊高征时的预防及治疗药物。
材料与方法:
在本研究中,雌性与雄性SD大鼠1:1配比合笼过夜,以见到阴道栓确定为妊娠第1天,而分娩常发生妊娠第22天。将90只大鼠随机平均分为三组,包括未妊娠组,临产前组和产后组(分娩后24小时内)。采用等长收缩法对PGD2诱发产后子宫离体收缩及介导此宫缩的下游作用靶点前列腺素受体类型进行分析,并测定产后子宫在体收缩力及血压变化。采用蛋白免疫印迹法检测介导PGD2诱发产后宫缩的下游前列腺素受体如FP受体、DP1受体及前列腺素D2受体(ProstaglandinD2receptor,DP2受体)的表达变化,并进一步采用苏木素-伊红染色、免疫组织化染色、实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹法确定子宫平滑肌层FP受体的表达变化。采用酶联免疫吸附试验检测体内产后子宫组织PGD2的产量及其血浆代谢物11β-前列腺素F2α(11β-ProstaglandinF2α,11β-PGF2α)的浓度变化。采用蛋白免疫印迹法分析产后上游合成PGD2通路的关键酶如胞质型磷脂酶A2(CytosolicphospholipaseA2,cPLA2)、COX-1及H-PGDS的表达变化。
结果:
主要结果如下:
1.离体子宫肌肉条收缩实验发现,PGD2能诱发浓度(0.01-10μM)依赖性产后离体子宫平滑肌收缩,且强度比相同条件下相对应浓度所诱发的临产前子宫平滑肌的收缩更大(P<0.01);同时,不同浓度梯度(0.01-10μM)PGD2在相同条件下与PGF2α对大鼠产后子宫平滑肌诱发的收缩均相当,最大浓度10μM的PGD2与PGF2α对大鼠产后子宫平滑肌诱发的收缩[(111.4±11.5)%和(117.6±17.64)%]均超过60mMK+-PSS溶液诱发的程度(100%)。
2.在体宫缩也首次发现,在未妊娠大鼠中,静脉注射PGD2(600μg/kg)诱发子宫较弱的收缩反应,相比之下,在临产前大鼠,PGD2能诱发比非妊娠大鼠更强的宫缩[(128.4±15)%Vs(107.1±13)%,P<0.01],而且其诱发的产后宫缩比临产前更进一步增强[(177.2±12)%Vs(128.4±15)%,P<0.01];在相同条件下,PGD2和PGF2α(600μg/kg)诱发大鼠产后的宫缩都是增强的[(177.2±12)%Vs(178.4±18)%,P<0.01],但两者相比无差异。
3.在体有创血压显示,静脉注射PGD2和PGF2α(600μg/kg)对大鼠产后的血压急性影响不同。注射PGD2后第1min内出现低幅度的血压下降,平均动脉压差值与溶剂对照组对比有增加[(-9.3±0.9)Vs(-1.0±0.6)mmHg,P<0.01],之后血压逐步升高,在第2min时血压升高幅度最大,与溶剂对照组对比增加[(9.1±1.3)Vs(0.5±0.3)mmHg,P<0.01],并逐步恢复至与溶剂对照组水平无差异。相比之下,PGF2α在1min内却出现较大幅度的血压升高,平均动脉压差值与对照组对比有显著增加[(36.7±3.4)Vs(-1.0±0.6)mmHg,P<0.01],然后血压升高幅度逐渐缩小,但在6min时仍高于溶剂对照组(P<0.01);PGD2在不同时间点(2,3,4,5,6min)对大鼠产后血压升高幅度比PGF2α的均要低(P<0.01)。
4.离体子宫肌条收缩功能的抑制实验显示,相对于溶剂DMSO,FP受体拮抗剂AL8810几乎能消除PGD2引起的产后子宫平滑肌的强烈收缩[(4.668±0.6585)%Vs(52.66±6.28)%,P<0.01],而非选择性DP受体拮抗剂BWA868C和DP2受体拮抗剂BAYu3405却不能抑制,并且TP受体拮抗剂SQ29548和EP3受体拮抗剂L798106均不能抑制。在产后的子宫平滑肌,加入AL8810,也能抑制PGD2诱发的强烈收缩反应,而同样条件下BWA868C、BAYu3405、SQ29548和L798106均不能抑制这一反应。
5.蛋白免疫印迹显示,临产前比未妊娠的大鼠子宫FP受体蛋白表达水平升高(P<0.01);相对于临产前,产后子宫FP受体蛋白表达水平进一步升高(P<0.05)。另一方面,临产前比未妊娠的大鼠子宫DP1受体蛋白表达水平降低(P<0.01),但产后的大鼠子宫蛋白表达水平与临产前相比无变化;而且未妊娠、临产前及产后的大鼠子宫DP2受体蛋白表达水平也无改变。
6.苏木素-伊红和免疫组化染色进一步表明,相比临产前,产后子宫内膜及平滑肌明显增厚,FP受体蛋白表达增多,主要集中在平滑肌层;实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹结果证进一步实这一变化趋势:产后子宫平滑肌层(剥离子宫内膜)FP受体的mRNA和蛋白表达比临产前升高(P<0.01)。
7.酶联免疫吸附测定显示,大鼠产后子宫PGD2的产量较未妊娠的升高[(3.326±0.320)Vs(1.410±0.137)ng/mg,P<0.05],但相对于临产前来说是降低的[(3.326±0.320)Vs(4.846±0.605)ng/mg,P<0.05];同样地,虽然产后的血浆中的PGD2代谢物11β-PGF2α的浓度较未妊娠的要高[(17.470±1.365)Vs(9.249±1.084)pg/ml,P<0.01],但和临产前相比也是降低的[(17.470±1.365)Vs(27.940±1.826)pg/ml,P<0.05]。
8.蛋白免疫印迹显示,未妊娠、临产前及产后的大鼠子宫cPLA2蛋白表达水平并无差异;产后的子宫COX-1蛋白表达水平与未妊娠的相当,但相对于临产前却是降低的(P<0.05);同时,虽然产后子宫H-PGDS蛋白表达水平较未妊娠的升高(P<0.01),但和临产前比无差异。
结论:
以上结果表明:产后子宫平滑肌层FP受体表达上调,PGD2可作用于FP受体诱发比临产前收缩增强,与PGF2α相当;PGD2引起血压先降低后稍升高的反应。因此,PGD2是产后宫缩的调控因子,具有作为产后出血特别是合并妊高征时的预防及治疗药物的可能性。