外泌体与心血管疾病研究进展

外泌体是细胞外囊泡的一种,包含多种蛋白质、脂质及核酸,介导细胞间的物质传递与信号转导,从而调控机体正常或病理状态。人体内多种细胞均可分泌外泌体,外泌体可参与机体血液凝固、炎症、细胞迁移与分化、肿瘤侵袭与转移等过程。外泌体与高血压、动脉粥样硬化、肺动脉高压、心肌梗死、心肌肥大等心血管疾病的发生发展密切相关。因此,外泌体具有广泛的临床应用潜能。

活化素受体样激酶1与心血管疾病研究进展

活化素受体样激酶1(ALK1)是转化生长因子β(TGFβ)受体超家族的一种跨膜丝氨酸/苏氨酸受体激酶。ALK1主要在内皮细胞中表达,在内皮细胞生物学和血管再生中的作用已得到广泛研究。最近研究提示,ALK1在心血管内稳态中发挥重要作用,与心血管疾病的发生发展密切相关。本文旨在描述ALK1信号传导的机制,讨论其在心血管内稳态中的作用及其与心血管疾病发生、发展间的联系,从而为心血管疾病的防治疗提供潜在的新靶点和新策略。

环状RNA与心血管疾病

环状RNA是一类不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴,由共价键形成闭环结构的RNA分子。大多数环状RNA广泛而稳定的存在于多种生物中,并且具有组织和细胞特异性。环状RNA能充当microRNA海绵,影响基因表达和调控,还能与蛋白质结合,作用于蛋白质翻译环节。越来越多研究表明,环状RNA在心血管疾病中起重要作用。本文总结了环状RNA的生物合成和功能方面的最新研究成果,对其在心肌梗死、心力衰竭、动脉粥样硬化、糖尿病心肌病等心血管疾病中的作用及机制进行综述,为诊断和治疗心血管疾病提供新思路。

盘状结构域受体1在血管重塑性疾病中的研究进展

血管重塑(vascular remodeling,VR)是心脑血管疾病典型病理特征之一,易导致管腔狭窄、闭塞及管壁破裂出血,最终危及生命。血管重塑性疾病的主要病理特征为血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖和迁移、单核/巨噬细胞聚集和浸润、细胞外基质(extracelluar matrix,ECM)合成和降解失衡。研究报道,盘状结构域受体1(discoidin domain receptors 1,DDR1)可结合胶原蛋白参与血管重塑性疾病发病过程。本文将对DDR1在血管重塑性疾病的病理生理过程中所产生的作用以及可能机制进行概括综述。

丹参乙酸镁通过抑制NADPH氧化酶阻止肺动脉高压大鼠血管平滑肌细胞表型转化

目的肺动脉高压是由肺血管系统发生病理变化引起肺血管重构的进行性疾病,可致肺动脉压升高,最终导致右心衰竭而死亡。丹参乙酸镁(MLB)具有抑增殖及抗氧化等多种药理作用,但MLB对肺动脉高压的作用仍尚不清楚。本研究探讨MLB对低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞(PASMC)表型转化的影响及机制。方法健康SD雄性大鼠(180~220 g)24只,随机分为常氧组、低氧组、低氧+MLB低剂量(每天5 mg·kg^-1)组、低氧+MLB高剂量(每天15 mg·kg^-1)组。低氧(10%O2)3周构建大鼠肺动脉高压模型,检测右心室收缩压(RVSP)、肺血管重构和肺血管胶原沉积等指标;收集肺动脉检测表型转化和增殖的指标,同时检测NOX2,NOX4和p-ERK的表达水平及ROS和H2O2的含量。培养大鼠来源的原代(PASMC),成功构建表型转化模型(3%O2,48 h)后给予MLB(20μmol·L^-1)或NOX的抑制剂VAS2870(10μmol·L^-1,阳性对照)检测PASMC中相关分子的变化。实验分为常氧组、低氧组、低氧+MLB组、低氧+VAS2870组及低氧+溶媒组。检测PASMC的表型转化和增殖指标;同时检测NOX2,NOX4和p-ERK的表达水平及ROS、和H2O2的含量。结果①低氧组大鼠RVSP明显升高,肺血管重构及胶原生成显著增加,给予MLB可剂量依赖性的延缓RVSP的升高和肺血管重构的增加,减少胶原的生成。②与常氧组相比,低氧组大鼠肺动脉中收缩型标志蛋白α-SMA和SM22α明显降低,合成型标志蛋白OPN及增殖标志蛋白cyclin D1显著增加。同时伴随着NOX2,NOX4及p-ERK的蛋白表达上调及ROS和H2O2的含量增加,给予MLB处理后可剂量依赖性的逆转上述分子的表达变化。③与在体结果相一致,MLB可显著延缓低氧导致的PASMC中α-SMA和SM22α表达降低,OPN及cyclin D1表达上调,MLB的作用与NOX的抑制剂VAS2870类似。④MLB或VAS2870可显著逆转低氧对NOX2,NOX4和p-ERK的蛋白表达和ROS和H2O2生成的影响。结论MLB具有抑制肺动脉高压肺血管平滑肌细胞发生表型转化的作用,其机制涉及抑制NOX/ROS/ERK通路。

低氧诱导因子1信号通路调控低氧性肺动脉高压研究进展

肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)是一种罕见且严重的进行性疾病,在无左心、肺实质或血栓栓塞性疾病的情况下,由远端肺小动脉肥厚性重构增加肺动脉压和肺血管阻力所致。低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)调控大量与PH发生发展相关的基因,诱导肺血管生成、细胞增殖和迁移以及细胞能量代谢和利用等。HIF-1是低氧性PH发病机制的重要组成部分,在驱动肺血管和右心室重构的病理过程中发挥重要作用。本文就HIF-1在低氧性PH中的作用和调控及其在靶向治疗PH中的潜力进行系统阐述。

外泌体在肺部疾病中的研究进展

多种细胞可分泌外泌体,外泌体含有丰富的内容物(包括蛋白质、脂质及核酸)。生理和病理条件下,外泌体及其内容物可介导细胞间物质传递与信号转导,参与细胞增殖与凋亡、迁移与分化、肿瘤侵袭与转移、炎症反应等过程。研究表明,外泌体可参与多种肺部疾病的病理进程,外泌体及其内容物可以作为肺部疾病诊断、治疗及预后的新靶点。因此,外泌体在肺部疾病中具有广泛的临床应用潜能。

一氧化氮与肺动脉高压及基于一氧化氮信号通路的肺动脉高压治疗药物研究进展

一氧化氮(NO)是一种重要的血管舒张因子,具有调节血管平滑肌舒张、抑制血管平滑肌细胞增殖及减少血小板聚集和血栓形成的功能,参与调节肺动脉高压的发生发展,改善肺动脉高压。为实现NO持续、受控释放和靶点特异性,大量研究致力于开发纳米载体系统递送NO供体,用于肺动脉高压的日常给药治疗。本文概述了体内NO来源及其舒血管作用机制,总结了目前针对NO信号通路的3种肺动脉高压靶向治疗药物(磷酸二酯酶5抑制剂、鸟苷酸环化酶激动剂和吸入性NO),介绍了代表性的NO供体(如有机硝酸盐、金属亚硝基化合物、亚硝酸盐和N-重氮鎓二酸盐)以及治疗肺动脉高压的纳米载体制剂(直接递送NO气体的纳米粒子、基于亚硝酸盐的NO递送系统和基于N-重氮鎓二酸盐的NO递送系统)的研究进展。

炎症在动脉性肺动脉高压病理生理过程中的作用

炎症在肺动脉高压肺血管重构中发挥重要作用,如引起内皮细胞功能障碍、中膜平滑肌细胞增殖及外膜成纤维细胞肌化,亦可促进损伤血管处原位血栓的形成及丛状病变。损伤的血管细胞及活化的血小板可进一步产生炎症因子,正反馈促进血管炎症反应。基于炎症靶点的抗炎治疗将有望成为治疗肺动脉高压的新手段。

丹参乙酸镁通过抑制NOX/VPO1通路阻止肺动脉高压大鼠右心室重构

目的右心室(RV)重构是肺动脉高压的主要病理特征之一。丹参乙酸镁(MLB)是从丹参的根部提取的药理活性成分具有抗炎及抗氧化等作用。本研究旨在探讨MLB对低氧诱导的肺动脉高压大鼠右心室重构的影响及机制。方法24只雄性SD大鼠(180~220 g),随机分为常氧组、低氧组、低氧+MLB低剂量(5 mg·kg^-1)组、低氧+MLB高剂量(15 mg·kg^-1)组。低氧(10%O2)21 d诱导大鼠右心室重构,检测右心室收缩压(RVSP);收集RV检测右心室重构指标(RV/体重、RV/左心室+室间隔重、RV/胫骨长度、细胞大小和肥大标记物),同时检测NOX2,NOX4,VPO1和p-ERK的表达水平及H2O2、HOCl的含量。培养大鼠H9c2细胞用MLB(50μmol·L^-1)或NOX的抑制剂VAS2870(10μmol·L^-1,阳性对照)孵育(3%O2,24 h)后检测H9c2细胞中相关分子的变化。实验分为常氧组、低氧组、低氧+MLB组、低氧+VAS2870组及低氧+溶媒组。检测H9c2细胞肥大指标,同时检测NOX2,NOX4和p-ERK的表达水平及H2O2和HOCl的含量。结果①与常氧组相比,低氧(10%O2)21 d可诱发大鼠右心室重构,主要表现为右心室重构指数的增加和细胞肥大,即右心室收缩压增高、右心室重/体重、右心室重(/左心室+室间隔)、右心室重/胫骨长度、右心室心钠肽(ANP)和脑钠肽(BNP)表达均明显升高,给予MLB后呈剂量依赖性抑制低氧引起的右心室重构。②低氧组大鼠右心室中NOX2、NOX4和VPO1的表达上调伴随着H2O2和HOCl的含量及ERK磷酸化水平增加,给予MLB后可剂量依赖性的逆转上述分子的表达变化。③MLB可显著抑制低氧导致的H9c2心肌细胞肥大、ANP和BNP mRNA表达升高,其作用与NOX的抑制剂VAS2870(10μmol·L^-1)类似。④与在体结果相一致的是低氧处理H9c2细胞能够显著上调NOX(NOX2和NOX4),VPO1的表达,伴随着H2O2和HOCl水平升高和ERK磷酸化增加,MLB或VAS2870可显著逆转低氧对上述分子的影响。结论MLB具有抑制右心室重构的作用,其机制涉及抑制NOX/VPO1通路。

内质网应激在肺动脉高压病理生理过程中的作用

内质网腔内蛋白折叠平衡在维持细胞功能中发挥重要作用。多种刺激可破坏内质网腔内蛋白折叠平衡,引发内质网应激。内质网应激与肺动脉高压(PH)发生发展关系密切。PH的主要病因是肺血管重构引起肺动脉腔隙狭窄,肺血管重构过程涉及肺动脉平滑肌细胞、肺动脉内皮细胞、炎症细胞、循环免疫细胞等多种细胞的病理改变。本文主要阐述内质网应激对PH肺血管重构时血管细胞功能的影响,为理解PH肺血管重构机制及寻找新的PH治疗药物提供参考。

女贞苷抑制RIPK1/RIPK3/MLKL通路减轻脑卒中大鼠神经元坏死样凋亡

目的探究女贞苷对脑卒中大鼠脑损伤的影响及其作用机制。方法采用大脑中动脉闭塞(MCAO)法建立缺血性脑中风大鼠模型,Longa评分法评估大鼠神经功能,TTC染色检验大鼠脑梗死体积,TUNEL染色检测大鼠脑组织细胞凋亡,MTS法检测PC12细胞活力,流式细胞术检测PC12细胞坏死样凋亡,Western印迹法检测大鼠脑组织和PC12细胞RIPK1,RIPK3,MLKL和p-MLKL蛋白表达,免疫共沉淀检测PC12细胞中RIPK3与RIPK1和MLKL之间的相互作用,Molecular OperatingEnvironment(MOE)软件分析女贞苷与RIPK1,RIPK3和MLKL之间的相互作用。结果大鼠脑缺血2 h再灌注24 h后,与假手术组相比,缺血/再灌组神经功能学评分、脑梗死体积增加,RIPK1,RIPK3,MLKL和p-MLKL蛋白表达上调,胱天蛋白酶3活性增强;女贞苷30 mg·kg^(-1)可降低缺血大鼠神经功能学评分和脑梗死体积,下调RIPK3,MLK和p-MLK蛋白表达,减少脑细胞凋亡和胱天蛋白酶3活性。PC12细胞低氧8 h复氧24 h后,与常氧组相比,低氧组细胞活力降低,LDH释放(~25%)、细胞坏死样凋亡(~17%)增多,RIPK1,RIPK3,MLKL和p-MLKL蛋白表达上调,RIPK3与RIPK1和MLKL相互作用增强;女贞苷可增加低氧细胞活力,降低LDH释放(~13%)、细胞坏死样凋亡(~7%),下调RIPK3,MLKL和p-MLKL蛋白表达,抑制RIPK3与RIPK1和MLKL相互作用;MOE软件分析结果显示,女贞苷可能与RIPK124位Asp、142位Glu,RIPK332位Gly、33位Phe、142位Arg、193位Leu和MLKL 21位Met、25位Lys、154位Asp存在相互作用。结论女贞苷通过靶向抑制RIPK1/RIPK3/MLKL通路减轻脑卒中大鼠神经元坏死样凋亡。

川续断皂苷B抑制线粒体E3泛素连接酶1减轻缺血性中风大鼠脑损伤

目的探讨川续断皂苷B对缺血性脑卒中的作用及机制。方法SD大鼠和大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤PC12细胞分别给予左脑缺血2 h、再灌注24 h和低氧8 h、复氧24 h的处理,在动物水平和离体水平建立缺血性脑卒中模型并给予不同剂量的川续断皂苷B。通过神经功能学评分、TTC染色、TUNEL染色检测大鼠脑损伤以及运用MTS法、LDH细胞毒性释放实验、流式细胞术等手段检测PC12细胞损伤,并运用Western印迹法对相关蛋白水平进行检测。运用MOE分子对接软件对川续断皂苷B和线粒体E3泛素连接酶1(Mul1)进行分子相互作用预测。结果与假手术组相比,模型组大鼠发生了严重脑损伤(神经功能学评分升高、脑梗死灶出现、TUNEL阳性细胞增多,胱天蛋白酶3活性增强、ATP产量减少),同时Mul1和动力相关蛋白1(Drp1)水平升高,mitofusin2(Mfn2)蛋白水平降低。川续断皂苷B能够减弱脑损伤并逆转Mul1,Drp1和Mfn2的蛋白水平改变。离体水平结果一致,与对照组相比,低氧处理的PC12细胞出现了细胞损伤(细胞PI阳性率从5%左右增加至35%左右、胱天蛋白酶3活性增强、LDH释放率增加)和线粒体功能下降(线粒体膜电位ΔΨm和ATP产量下降,ROS产量和线粒体分裂增加),同时Mul1和Drp1表达上调,Mfn2蛋白水平降低,以上现象能被川续断皂苷B抑制。MOE分子对接结果显示,川续断皂苷B可能和Mul1294位Asp、303位和320位Val和318位Gly存在相互作用。结论川续断皂苷B能够通过抑制Mul1改善线粒体功能保护大鼠脑组织免于缺血性损伤。

调节性坏死与心脑损伤及女贞苷干预

细胞死亡方式主要包括坏死和凋亡。坏死是不受基因调控的被动死亡方式,表现为细胞器肿胀,质膜核膜破裂,内容物释放等;而凋亡则是受特定基因调控胱天蛋白酶介导的主动死亡方式,表现为核皱缩,染色质浓缩,凋亡小体的形成。新近研究发现,部分坏死也受信号通路严密调控,称为调节性坏死(regulated necrosis)。目前已报道的调节性坏死有坏死样凋亡(necroptosis)、铁坏死(ferroptosis)、焦亡(pyroptosis)和NETosis等,其中RIPK1/RIPK3/MLKL通路依赖的坏死样凋亡研究最透彻。近年来,我们课题组围绕坏死样凋亡在心脑损伤中的作用和药物干预等方面进行了初步探索。第1部分工作,利用大鼠心肌缺血再灌注和心肌细胞低氧复氧损伤模型,首次证实磷酸甘油酸变位酶5(PGAM5)通过激活线粒体分裂蛋白(DRP1),导致线粒体功能紊乱,促进心肌细胞坏死样凋亡;第2部分工作则利用大鼠脑缺血再灌注损伤模型,首次证实恩利卡生与普纳替尼联合用药能协同减轻大鼠脑缺血再灌注损伤,该作用主要通过同时抑制脑细胞凋亡和坏死样凋亡而实现,联合用药的效果要优于单独抑制凋亡或坏死样凋亡;在前2部分的工作基础上,第3部分工作则试图从天然药物中寻找坏死样凋亡的抑制剂。利用分子对接软件(MOE),从近百个天然化合物中筛选了数个与RIPK1,RIPK3和MLKL相互作用评分高的候选分子,利用脑缺血再灌注和神经细胞低氧复氧损伤模型,首次证实女贞苷与阳性对照药NEC-1一样,能有效减轻脑缺血再灌注损伤,其机制可能涉及抑制RIPK1/RIPK3/MLKL通路依赖的坏死样凋亡。上述工作为坏死样凋亡参与心脑损伤提供了有力证据,从天然化合物中寻找抑制坏死凋亡的药物是减轻心脑损伤的有效途径。