PGD2和L-PGDS對心房ANP分泌的信號轉(zhuǎn)導機制研究.pdf

1、研究表明，磷脂酶A2(phopholipase A2，PLA2)促使心臟未脂質(zhì)化花生四烯酸(arachidonic acid, AA)的累積，進而衍生前列腺素(prostaglandins，PGs)。各種PGs以不同親和力結合不同的G蛋白偶聯(lián)受體(G protein coupled receptor,GPCR)，參與調(diào)節(jié)心肌肥大、纖維化、梗死等多種心臟疾病的病理過程。
　　PGD2是1973年被發(fā)現(xiàn)的PGs一員，造血型前列腺素D合

2、成酶(hematopoieticPGD synthase，H-PGDS)和載脂蛋白型前列腺素D合成酶(lipocalin-type PGDsynthase，L-PGDS)是催化PGH2生成PGD2的兩種酶。PGD2可通過其代謝產(chǎn)物15-deoxy-△12，14-PGJ2(15d-PGJ2)激活過氧化物酶體增生物激活受體γ（peroxisome proliferator-activate receptorγ，PPARγ），從而發(fā)揮抗炎、抗

3、凋亡和鎮(zhèn)定動脈粥樣硬化的作用。PGD2也具有抵制缺血、缺氧和保護心臟的作用。
　　作為內(nèi)分泌腺的心房合成和分泌心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP），其分泌受較多因素的調(diào)控，但血容量增加導致心房壁的牽張是調(diào)節(jié)ANP分泌的主要因素。研究表明，心房牽張、缺血、內(nèi)皮素等因素最終能通過影響AA代謝并生成多種PGs調(diào)節(jié)心房ANP的分泌，如PGF2α和PGE2促進大鼠心房ANP的合成和分泌;PGF2α，PG

4、E2和PGI2濃度依賴性地促進ANP分泌。雖然也有研究報道，PGD2促進ANP的分泌，但其作用機制尚不清楚。
　　因此，本研究利用大鼠離體搏動的心房灌流模型，采用放射免疫技術檢測心房ANP的含量，利用蛋白免疫印跡技術(Western blot，WB)分析心房肌組織PPARγ蛋白含量，觀察PGD2對大鼠心房ANP分泌及其機械活動的影響，并探討PPARγ、促分裂元活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kin

5、ase，MAPK)/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)信號通路對PGD2促進心房ANP分泌的作用。
　　本研究結果如下:
　　1.不同劑量的PGD2（0.1，1.0和10.0μmol/L）明顯增加ANP的分泌

6、和心房搏動壓（與對照組相比，均P＜0.05），并呈現(xiàn)一定的時間依賴性特征(1.0μmol/L的PGD2;與對照循環(huán)比較，P＜0.05)。
　　2.PGD2受體抑制劑AH6809（1.0μmol/L）可完全阻斷PGD2促進心房ANP分泌及其正性肌力作用（與對照循環(huán)比較，均P＞0.05）。而且PGF2α受體抑制劑AL8810(1.0μmol/L)也可完全消除PGD2對心房ANP分泌和機械活動的作用（與對照循環(huán)比較，P＞0.05）。

7、r>　　3.PGD2的代謝產(chǎn)物15d-PGJ2(0.1μmol/L)也顯著增加心房ANP的分泌（與對照循環(huán)相比，P＜0.05），該作用與PGD2的作用相似。另外，15d-PGJ2明顯抑制心房搏動壓（與對照循環(huán)相比，P＜0.05）。PGD2受體抑制劑AH6809不僅能完全阻斷15d-PGJ2促進心房ANP分泌的效應，而且還可完全解除15d-PGJ2對心房的負性肌力作用(與對照循環(huán)比較，均P＞0.05)。
　　4.PPARγ抑制劑GW

8、9662(0.1μmol/L)可完全阻斷PGD2及其代謝產(chǎn)物促進心房ANP分泌的效應（與對照循環(huán)相比，均P＞0.05），而且也可完全解除PGD2及其代謝產(chǎn)物對心房機械活動的作用（與對照循環(huán)相比，均P＞0.05）。另外，PGD2能顯著增加心房肌組織PPARγ蛋白含量（與對照組相比，P＜0.05），該作用可被GW9662所完全阻斷（與PGD2組相比較，P＜0.05）。
　　5.MAPK/ERK的抑制劑PD98059(10.0μmol/

9、L)明顯減緩PGD2促進心房ANP分泌的作用（與對照循環(huán)相比，P＜0.05），同時完全阻斷PGD2對心房的正性肌力效應(與對照循環(huán)相比，P＞0.05)。另外，PI3K/Akt的抑制劑LY294002(1.0μmol/L)與PD98059的作用類似，也明顯抑制PGD2促進心房ANP分泌的作用(與對照循環(huán)比較，P＜0.05)，但未能改變PGD2的正性肌力效應（與對照循環(huán)比較，P＜0.05）。
　　以上結果提示:
　　1.PGD2

10、通過激活PPARγ信號通路促進離體搏動大鼠心房ANP的分泌，并發(fā)揮正性肌力作用;
　　2.MAPK/ERK和PI3K/Akt信號通路可部分地參與調(diào)節(jié)PGD2的作用過程。
　　第二部分：HIF-1α-L-PGDS-PPARγ對缺氧誘導心房ANP分泌的影響
　　載脂蛋白型前列腺素D合成酶(lipocalin-type prostaglandin D synthase，L-PGDS)是一種低分子糖蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，L-PGDS

11、在心臟中有表達，而且被認為是評價心血管疾病風險的新型生物標志物。
　　缺氧誘導因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)是異二聚體的轉(zhuǎn)錄因子，也是激活缺氧易感基因的核心調(diào)控因子。研究證實，缺氧強烈促進ANP的分泌，并促使細胞適應缺氧環(huán)境和保護缺血性心臟。另外有研究報道，在人和鼠類肥大的心肌組織中HIF-1α和過氧化物酶體增生物激活受體γ(peroxisomeproliferator-acti

12、vate receptorγ，PPARγ)的含量均明顯增加，而且HIF-1α可直接激活PPARγ的轉(zhuǎn)錄使其發(fā)揮關鍵的下游效應。由于L-PGDS可催化PGH2生成PGD2，而PGD2的代謝產(chǎn)物15-deoxy-A12，14-PGJ2(15d-PGJ2)是PPARγ內(nèi)源性配體，所以對心肌缺血/再灌注損傷具有保護作用。然而，在缺氧條件下HIF-1α-PPARγ信號通路是否參與調(diào)節(jié)缺氧誘導的心房ANP分泌尚不甚清楚，而且缺氧誘導的心房L-PGD

13、S是否參與調(diào)節(jié)HIF-1α對PPARγ的轉(zhuǎn)錄過程也不清楚。
　　本研究假設，急性缺氧時HIF-1α通過激活心房L-PGDS的途徑激活PPARγ信號通路，從而參與調(diào)節(jié)缺氧誘導心房ANP分泌的過程。因此，本研究利用離體搏動的大鼠心房灌流裝置制備急性缺氧模型，采用放射免疫、Western blot技術和生理學及藥理學等方法，選用相應抑制劑探討并證明上述假設，為研究和闡明HIF-1α調(diào)控缺氧誘導心房ANP分泌的作用及其機制提供必要的理論和

14、實驗數(shù)據(jù)。
　　本研究結果如下:
　　1.缺氧以時間依賴性地強烈促進心房ANP的分泌，其分泌在缺氧第四循環(huán)末（約在缺氧后48 min）達到峰值（與對照循環(huán)比較，P＜0.05），并伴隨心房搏動壓的顯著抑制（與對照循環(huán)比較，P＜0.05）。
　　2.缺氧明顯增加心房肌組織HIF-1α的含量(與對照組比較，P＜0.05)，并顯著增加心房ANP的分泌（與對照循環(huán)比較，P＜0.05）。而HIF-1α的抑制劑rotenone（0.

15、5μmol/L）不僅可完全阻斷缺氧增加HIF-1α含量的作用（與單純?nèi)毖踅M比較，P＜0.05），而且也可明顯減緩缺氧增加心房ANP分泌的效應（與對照和第四單純?nèi)毖跹h(huán)比較，均P＜0.05）。
　　3.缺氧明顯增加心房肌組織L-PGDS含量（與對照組比較，P＜0.05）。L-PGDS的兩種抑制劑AT56（5.0μmol/L）和HQL49（5.0μmol/L）可顯著減緩缺氧增加心房肌組織L-PGDS含量的效應（與對照組比較，均P＜0.

16、05;與缺氧組比較，均P＜0.05）;同時也顯著減緩缺氧誘導心房ANP分泌的作用（與對照和第四單純?nèi)毖跹h(huán)比較，均P＜0.05）。
　　4.PPARγ抑制劑GW9662(0.1μmol/L)明顯減緩缺氧增加心房ANP分泌的效應（與對照循環(huán)比較，P＜0.05;與單純?nèi)毖醣容^，P＜0.05）。該作用與HIF-1α的抑制劑rotenone和L-PGDS的抑制劑AT56對缺氧誘導ANP分泌的作用類似（與對照循環(huán)比較，P＜0.05;與單純?nèi)?/p>

17、氧比較，P＜0.05;與rotenone和AT56比較，均P＞0.05）。
　　5.缺氧顯著增加心房肌組織PPARγ的含量（與對照組比較，P＜0.05）。而rotennone不僅可完全阻斷缺氧增加心房肌組織L-PGDS含量的作用，也可完全解除缺氧對PPARγ的效應;AT56則可模仿rotennone對缺氧心房PPARγ的抑制作用（與對照組比較，均P＞0.05;與缺氧組比較，P＜0.05）。另外，將rotennone和AT56聯(lián)合預