细胞色素P450 4s(CYP4s),在人体多个器官有表达,能通过羟化作用将体内花生四烯酸(AA)代谢为脂肪酸20-羟基二十碳四烯酸(20-HETE)。CYP4s表达或活性改变可引起机体20-HETE量的变化。有研究认为,20-HETE可能作用影响血压调节的不同部位。20-HETE既是非常有效的血管收缩剂,它也能促进肾近曲小管和髓袢升支粗段的尿钠排泄,抑制钠重吸收而起到降血压作用。CYP4s是否有效调节血压且通过20-HETE,其效果及机制目前并不清楚。本课题为探索CYP4s促血压调节的效果及机制,且是否可能经20-HETE实现。为选择可能与原发性高血压(EH)更相关的CYP4s,首先考察了中国南方汉族EH人群与CYP4s家族中CYP4A11、CYP4F12、CYP4F2、CYP4F3及相关泛素连接酶Cullin3(CUL3)和Kelch样家族成员3(KLHL3)多个单核苷酸多态性(SNP)的相关性;最后发现CYP4A11、CYP4F3及CUL3和KLHL3有显著影响EH发病的SNPs,可能显著增加EH致病风险的有CYP4A11,故选其做目标酶深入考察,并通过动物、动物器官和细胞实验等3个不同角度去验证CYP4A11对血压的调节作用,以及是否通过20-HETE发挥该作用。首先是构建带绿色荧光的CYP4A11小鼠同源且功能也相似的Cyp4a10过表达慢病毒载体,并经测序、比对及在两种细胞系中转染验证,确定载体完整度及可用性。随后将载体经尾静脉注射稳定转染至C57BL/6J与eNOS(-/-)两种同源雄性小鼠体内,以建立Cyp4a10稳定过表达小鼠模型,并从荧光显色、免疫组化、多个重要器官中Cyp4a10蛋白和mRNA水平评价转染效果,结果证实Cyp4a10在小鼠体内过表达。同时对造模后小鼠与对照小鼠收缩压进行监测,考察Cyp4a10转染对血压的影响,是否受HET0016(20-HETE合成及Cyp4a酶特异性抑制剂)影响及小鼠体液中20-HETE的变化规律。结果发现Cyp4a10表达与血压正相关,且能被HET0016阻止,Cyp4a10表达与小鼠体液中的20-HETE也正相关,因此,Cyp4a10可能会促小鼠血压上升,且20-HETE发挥了作用,推测同源且功能接近的CYP4A11也可能有此作用。其次是通过上述模型小鼠离体主、肾动脉考察Cyp4a10对血管张力的影响及与20-HETE可能的关系,结果发现在用L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME)限制内皮功能后,Cyp4a10过表达后小鼠的主动脉被肾上腺素诱导收缩后弹性恢复明显弱于野生型小鼠的主动脉。同时考察Cyp4a10过表达后主动脉、肾动脉中血管紧张素I转化酶-1(ACE1)、血管紧张素II受体-1(AT1R)、内皮素-1(ET1)、内皮素-1受体(ETAR)、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)(肾动脉额外考察了腺苷三磷酸酶alpha(ATPaseα))等多个血管张力调节因子的蛋白与mRNA水平的变化,结果发现在离体器官中显著上调血管收缩因子并下调血管舒张因子,且与20-HETE正相关,可以推测,同源且功能接近的CYP4A11酶可能显著改变小鼠主、肾动脉的张力表现,且对血管调节因子表达的影响是促血管收缩。最后是细胞试验,获取CYP4A11转染质粒并设计合成、筛选沉默CYP4A11表达的siRNA,随后各自转染以构建过度或沉默CYP4A11表达的4种细胞模型,再考察CYP4A11在人源EA.hy926与HK-2细胞系中过表达或沉默后细胞系中上述多个血管张力调节因子的变化,结果发现CYP4A11与多种血管张力调节因子的蛋白、mRNA表达正相关,在细胞中显著上调血管收缩因子并下调血管舒张因子,且证实是通过20-HETE发挥作用。经过动物整体、离体器官与细胞试验,本课题发现CYP4A11可以显著促血压调节,当其表达增加时,可促血管收缩与血压上升,且这个调节作用很可能是通过20-HETE实现的,也可能是CYP4A11的SNP与EH显著相关的机制所在。本课题为完善CYP4A11调节血压机制打下了一定基础,为EH的诊疗与防治提供了新思路与新策略。