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PHPT1通过负调控TRPV5/KCa3.1抑制高原低氧性肺高压的作用及分子机制研究

批准号:
82101966
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:
刘春蕾
学科分类:
特殊环境机体适应性改变与损伤机制
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘春蕾

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高原低氧性肺高压(HAPH)预后较差,其损伤机制与低氧致肺动脉重构所致外周阻力增大有关。酪氨酸磷酸酶(PHPT1)参与肿瘤迁移等病理过程,我们前期研究发现PHPT1与HAPH可能具有一定相关性,但其作用机制尚不明确。本课题创新性提出PHPT1低表达通过调控TRPV5/KCa3.1诱导肺血管重构是HAPH形成新机制这一假说。为证实这一假说,我们将建立肺动脉特异性PHPT1基因高表达大鼠模型,结合小动物遥测技术,探索PHPT1在HAPH发病中的作用;利用PHPT1 基因敲除/过表达的平滑肌细胞模型,探讨PHPT1是否通过负调控TRPV5作用于KCa3.1介导TGF-β表达影响肺动脉平滑肌细胞重塑;同时深入研究PHPT1通过调节TGF-β下游通路影响肺血管重构的分子机制。本项目通过体内外多个层面探索PHPT1对HAPH的作用及分子机制,将为开展针对性防治HAPH提供新靶点,为临床诊疗开辟新途径。
英文摘要
High altitude hypoxic pulmonary hypertension (HAPH) showed poor prognosis. HAPH has been shown to be associated with increased peripheral resistance caused by pulmonary artery contraction and remodeling. Tyrosine phosphatase (PHPT1) has been indicated to be participated in pathological processes such as tumor migration. We have recently found that PHPT1 has some correlation with HAPH, but the exact mechanism has not been elucidated. We hypothesis that smooth muscle cell remodeling induced by low expression of PHPT1 by regulation of TRPV5 / KCa3.1 acts as the new mechanism underlying for HAPH formation. This experiment will establish a rat model of PHPT1 gene overexpression in pulmonary artery, using small animal telemetry technology to prove the role of PHPT1 in HAPH pathogenesis. Adopting PHPT1 gene knockout / overexpression smooth muscle cell model,we will explore whether PHPT1 affect pulmonary artery smooth muscle cell remodeling through negative regulation of TRPV5 / KCa3.1 expression. At the same time, the relationship between PHPT1 and downstream pathway of TGF-β was explored. All of these data will provide new insight into the prevention and treatment of HAPH.
高海拔地区的低压氧会触发血管重塑,导致高原肺高压。关键机制是肺动脉平滑肌细胞从收缩表型转变为合成表型。蛋白激酶和磷酸酶通过改变蛋白磷酸化状态影响肺动脉平滑肌细胞的表型转化。尽管有大量的研究关注蛋白磷酸化状态,但大多数研究涉及激酶,对磷酸酶关注较少。而有限的磷酸酶研究的关注点也主要涉及丝/苏氨酸磷酸酶,对组氨酸磷酸酶的研究甚少。PHPT1属于组氨酸磷酸酶,目前对PHPT1研究主要涉及肿瘤等,但PHPT1在缺氧性肺高压中的作用无人涉及。本项目研究了组氨酸磷酸酶在高原低氧性肺高压中的作用和可能的作用机制。将野生型、PHPT1-/-和 PHPT1+/+ 大鼠置于低压氧舱中构建高原低氧性肺高压模型。评估模型成功的指标包括血流动力学检测肺动脉压力升高、超声心动图检测右心室肥厚、组织病理学分析组织纤维化等。各种细胞学分析包括CCK8检测细胞存活率,细胞划痕迁移小室检测细胞迁移等。利用RNA-seq 和 western blotting 确定了干预靶点,免疫共沉淀确定了 PHPT1 和 TRPV5 之间的相互作用。与对照组相比,高原低氧性肺高压大鼠 PHPT1 蛋白表达显著下调。PHPT1 敲除进一步损伤了大鼠心肺功能,包括升高平均肺动脉压、右心室收缩压和右心室室壁厚度,以及降低肺加速时间与肺射血时间比值和三尖瓣环偏移。PHPT1 沉默显著增加了肺动脉平滑肌细胞增殖和迁移。PHPT1 直接与 TRPV5 的磷酸化位点相互作用,将Asp30Ala/Arg157Ala 位点突变后阻断了PHPT1与 TRPV5的直接作用。PHPT1 与 TRPV5结合后,影响自发的 Ca2+ 活性和 Ca 电流。PHPT1 敲除通过破坏TRPV5介导的离子结合和 PI3K-Akt 通路导致心肺损伤。阻断 TRPV5 和 PI3K信号通路可以阻断PHPT1 沉默诱导的细胞增殖和迁移。一致的,将PHPT1过表达显著抑制大鼠心肺功能损伤,表现在降低 mPAP、RVSP、D/W比值和MWT%。细胞上,PHPT1 过表达减轻了细胞增殖和迁移,并在缺氧条件下恢复了p-Akt、p-SMAD2/3 和p-TGF-β 的表达。总之,PHPT1 通过 TRPV5 信号传导抑制 PASMC 增殖和迁移,从而降低mPAP 并改善 HAPH 患者的右心室功能。靶向 PHPT1 可能有助于开发治疗低氧性肺高压的有效途径。
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