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赖氨酸羟化酶1(LH1)保护高血压脑出血血管病变的作用与机制

批准号:
82100457
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
徐昊辰
学科分类:
血压调节异常与高血压病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐昊辰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
脑出血是脑卒中的第二大亚型,在所有脑卒中疾病中死亡率最高,给社会和家庭带来沉重的负担。赖氨酸羟化酶(LH)是一类调控胶原链接排序的酶,其中赖氨酸羟化酶-1(LH1)主要调控V型胶原。LH1的缺失会引发小鼠动脉畸形,导致胸腔和腹腔出血。申请人近期发现在小鼠自发高血压脑出血模型中LH1表达量随时间持续降低,推测LH1降低与脑出血发病存在密切关系。申请人利用腺相关病毒在小鼠脑血管过表达LH1,对小鼠进行高血压脑出血造模,通过生存曲线、MRI、病理切片染色证实过表达LH1能保护高血压脑出血的发生发展。本研究拟构建LH1基因敲除小鼠,通过高血压脑出血模型,探究小鼠脑血管的血脑屏障改变、细胞外基质重塑、血管炎症及平滑肌凋亡等层面,以阐释LH1调控高血压脑血管病变的作用及分子机制,为高血压脑出血的防控和干预提供新的思路。
英文摘要
Intracerebral hemorrhage (ICH), the second most common subtype of stroke, carries the highest mortality risk of all strokes and poses great burden to both society and individual. Lysyl hydroxylase (LH) is a type of enzyme responsible for collagen cross-link and deposition. The LH1 isoform is essential for collagen V intermolecular crosslinking and stabilization. Deficiency in LH1 causes aortic abnormalities in mice, which may lead to hemorrhages in the thoracic or abdominal cavity. Our recent preliminary studies found LH1 levels were reduced in mice model of hypertensive ICH and gradually decreased before ICH, which indicates the strong relationship between LH1 reduction with ICH. We constructed an AAV-LH1 vector to induce the exogenous expression of LH1 in cerebral vessel of mice, and generated mice model of hypertensive ICH. The incidence, number, and size of ICHs in mice were markedly reduced by LH1 overexpression, as validated by survival curve, MRI imaging, and histological staining. The current study aims to construct LH1 gene knockout mice and generate hypertensive intracerebral hemorrhage mice model, explore changes in BBB integrity, extracellular matrix remodeling, vascular inflammation, and vascular smooth muscle cell apoptosis. The findings will clarify the role and underlying mechanism of LH1 on hypertensive intracerebral hemorrhage vasculopathy, and provide new insights into the prevention and intervention of hypertensive ICH.
脑出血在所有脑卒中疾病中致死致残率最高。中国是脑出血负担最重的国家之一。脑出血目前尚无有效治疗手段,是亟待解决的中国特色问题。脑出血的发病机制不明,高血压刺激下的血管病变研究匮乏。赖氨酸羟化酶(LH)是一类调控胶原链接排序的酶,其中赖氨酸羟化酶-1(LH1)主要调控V型胶原。LH1的缺失会引发小鼠动脉畸形,导致胸腔和腹腔出血。我们对小鼠自发高血压模型后不同时间点的小鼠脑血管进行LH1的表达量检测,发现模型中LH1表达量随时间持续降低。为明确LH1与高血压脑出血的关系,我们利用腺相关病毒在小鼠脑血管过表达LH1,对小鼠进行高血压脑出血造模,通过生存曲线、MRI、病理切片染色证实过表达LH1能保护高血压脑出血的发生发展。进而发现过表达LH1可以显著的保护小鼠脑血管密度并显著的增加脑血管Col1、Col4和Clol5的表达。我们进一步探究发现1LH1过表达可以减少AngII造成的高血压刺激下血管平滑肌细胞的凋亡、增加小动脉平滑肌的覆盖率、增加小动脉的血管壁厚度、减少脑小动脉周围中性粒细胞的浸润、减少小胶质细胞的激活并且减少脑血管蛋白基质金属蛋白酶9的活性。我们通过构建LH1敲除小鼠对LH1调控高血压脑出血的机制进行了探究。我们首先在LH1敲除和野生型小鼠上进行动物模型,发现LH1的缺失会加剧高血压脑出血的发生发展。我们提取LH1敲除小鼠造模后第5天脑血管RNA进行转录组测序分析。通过生物信息学分析,筛选出了LH1可能调控的关键下游靶基因:Tnfrsf25。对LH1敲除与对照小鼠的脑血管蛋白进行检测,发现敲除LH1后Tnfrsf25基因的表达下降。我们发现过表达Tnfrsf25可以显著的逆转LH1敲除对高血压脑出血发生发展的一系列表型。并且发现Tnfrsf25可以显著逆转LH1缺失造成胶原合成异常和错误排列,影响脑血管细胞外基质重塑,进而影响血脑屏障的完整性,调控促炎细胞因子的分泌和炎症细胞的激活与浸润,最终导致血管内皮损伤和平滑肌凋亡引发脑血管破裂的相关分子机制。该课题首次发现了LH1通过Tnfrsf25调控高血压脑出血血管病变的作用和机制。为高血压脑出血血管病变层面的防控提供可能的干预靶点及措施。
赖氨酸羟化酶1(LH1)保护高血压脑出血血管病变的作用与机制
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