STIM 1/Orai 1信号通路在高压负荷诱导冠状动脉血管平滑肌细胞异常增殖中的机制研究

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高血压是最常见的慢性疾病,它所引起的心、脑和肾等靶器官的损害,可增加冠心病、卒中等心脑血管疾病的发生率,给人类带来非常大的身心负担和经济负担。冠心病是高血压非常重要的靶器官损害之一。流行病学调查显示,我国冠心病患者中约60%合并高血压,而高血压病的人群患冠心病的概率比无高血压的人群高出4倍。冠心病的发生发展与高血压血管功能障碍密切相关,其相关分子机制的研究越来越受到人们的关注。目的:通过观察高压负荷对冠状动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转化和收缩相关蛋白表达的变化和增殖影响,探讨高血压导致冠心病的可能发病机制。方法:选取SPF级16-18周龄的雄性SHR和Wistar大鼠各10只。二氧化碳处死大鼠,快速取出心脏,通过体视显微镜分出左右冠状动脉,通过苏木精-伊红(HE)染色法观察高血压冠状动脉的结构改变,免疫组织化学法观察高血压冠状动脉Orai1的表达改变。再通过组织贴壁法培养SHR和Wistar大鼠冠状动脉VSMCs,部分用于Western blot检测两组大鼠冠状动脉的表型转化蛋白标志物:α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、平滑肌肌球蛋白重链(SM-MHC)、平滑肌22α(SM22α)、骨桥蛋白(OPN)以及通路相关蛋白:基质相互作用分子(STIM1)、Orai1、L-型钙通道(Cav1.2)、钙/钙调磷酸酶(Calcineurin)、活化T细胞核因子(NFAT)的蛋白表达水平。部分Wistar大鼠冠状动脉VSMCs给予不同高静水压处理24h,再通过Western blot检测其上述蛋白的表达水平。其余部分冠状动脉VSMCs用细胞计数(CCK-8)观察不同压力处理后,对细胞数量的影响,以及β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-gal)试剂盒染色观察两组大鼠冠状动脉VSMCs对细胞衰老的影响。结果:(1)HE染色发现Wistar组冠状动脉VSMCs排列整齐,中膜弹力纤维无增生,内膜均一,而SHR组冠状动脉中膜增厚,VSMCs排列紊乱,形态不规则,内皮细胞排列紊乱。(2)免疫组织化学法发现Orai1在高血压冠状动脉VSMCs的表达增多。(3)发现SHR冠状动脉VSMCs的收缩表型标志物SM-MHC以及相关蛋白Cav1.2、NFAT2的表达明显下调,合成表型标志物OPN以及相关蛋白STIM1、Orai1、Calcineurin表达明显上调;(4)通过高静水压(分0mmHg组、120mmHg组、180mmHg组)处理冠状动脉VSMCs 24h后,120mmHg组和180mmHg组的SM-MHC、α-SMA、Cav1.2蛋白表达以及180mmHg组的NFAT2蛋白表达较0mmHg组明显下调;120mmHg组和180mmHg组的OPN、Calcineurin蛋白表达以及180mmHg组STIM1、Orai1蛋白表达较0mmHg组明显上调;(5)SHR组冠状动脉VSMCs在24h、48h、72h的增殖能力均较同代数的Wistar组明显降低,而细胞衰老百分率却明显增多。(6)通过高静水压处理冠状动脉VSMCs 24h后,120mmHg组和180mmHg组在48h的增殖能力较0mmHg组明显降低;结论:高血压可能通过激活STIM1,使Orai1通道表达上调,激活calcineurin-NFAT信号途径,使冠状动脉VSMCs出现表型转化,导致冠脉功能改变,最终导致冠状动脉粥样硬化。
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