氧化应激调控血管重建的力学生物学机制和转化研究

目的机械应力在多种血管疾病的血管重建过程中发挥重要作用。本研究探究了心肺血管的力化生转换机制与疾病潜在治疗靶标。方法构建高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气导致肺损伤等多种机械应力诱导的血管损伤模型;使用DHE以及ESR检测损伤血管的氧化应激状态;使用H&E和VVG染色检测血管重建情况;应用Flexcell-5000体外细胞周期性张应变加载系统对VSMCs施加周期性张应变;电子秤称量小鼠体重、Seahorse检测线粒体功能和细胞代谢,构建小鼠特异性敲除模型。结果高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气肺损伤血管均发生血管重建,血管的氧化应激水平显著上升;异常上升的周期性张应变可以显著提高细胞的氧化应激水平;提高血管的氧化应激水平可以有效增加小鼠的体重、降低小鼠骨骼肌细胞线粒体功能导致小鼠骨骼肌功能下降,基因敲除小鼠氧化应激水平显著降低、小鼠运动功能得到恢复、有效降低了机体的肥胖。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,引发高血压、动脉瘤以及急性肺损伤血管发生血管重建;血管的氧化应激亦可以导致线粒体功能紊乱,降低骨骼肌运动功能,进而导致机体肥胖;调节血管氧化应激水平对缓解高血压、动脉瘤、急性肺损伤以及肥胖等疾病具有重要作用。