低氧肺血管重构的分子机制研究概况及展望

低氧是呼吸系统多种疾病共同的病理生理特征.持续的低氧会导致低氧肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertermion,HPH)的不可逆性损害,是严重影响患者预后的重要因素,也是临床治疗的难点.肺血管重构是HPH持续发展的病理基础,同时也是肺动脉高压药物疗效不佳的主要原因之一.所以,低氧性肺血管重构的防治研究日益受到人们的重视.深入研究与理解低氧时肺血管重构的细胞与分子机制,具有十分重要的意义.现就低氧肺血管重构的细胞分子生物学机制研究进展进行简要的回顾和展望.     

一氧化氮对低氧性肺血管结构重建的调节作用及其机制

低氧性肺动脉高压是临床众多心肺疾病发生发展过程中重要病理生理环节。低氧性肺血管结构重建是低氧性肺动脉高压的重要病理基础 ,其主要特征为肺动脉中膜平滑肌细胞增生、肥大 ,中膜增厚 ;非肌型动脉及部分肌型动脉肌化 ,形成肌型动脉以及血管壁中细胞外基质增多。迄今为止 ,低氧性肺血管结构重建的形成机制尚未完全清楚。首先 ,低氧可直接促进血管壁细胞的增殖。其次 ,低氧刺激使肺血管内皮细胞结构和功能受损 ,破坏了内皮的屏障作用 ,使血液中的丝裂原进入血管壁 ,促进肺动脉平滑肌细胞增殖和外周血管的异常肌化。最后 ,内皮细胞和肺组织…     

L-精氨酸调节大鼠低氧性肺血管结构重建与肺动脉平滑肌细胞凋亡

目的:探讨L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)对低氧性肺血管结构重建大鼠肺动脉平滑肌细胞凋亡的影响及其机制.方法:将17只Wistar大鼠随机分为对照组(n=7)、低氧组(n=5)和低氧+L-Arg组(n=5).对大鼠肺血管进行显微形态学观测.通过末端转移酶介导的dUTP切口末端标记法(TUNEL)检测肺动脉平滑肌细胞凋亡,并以免疫组织化学方法研究肺动脉平滑肌细胞Fas表达.结果:低氧2周后出现大鼠肺血管结构重建.同时,肺中、小型动脉凋亡平滑肌细胞百分数均明显低于对照组(P均＜0.05),平滑肌细胞Fas表达明显降低.然而,L-Arg缓解了低氧性肺血管结构重建的形成.低氧+L-Arg组大鼠肺中、小型动脉凋亡平滑肌细胞百分数均明显高于低氧组(P均＜0.05).L-Arg使低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞Fas表达明显增强.结论:L-Arg通过使肺动脉平滑肌细胞Fas表达上调,促进肺动脉平滑肌细胞的凋亡,从而对低氧性肺血管结构重建有重要的调节作用.     

低氧性肺血管重建与生长因子的关系

肺血管结构重建在低氧性肺动脉高压的发病机制中具有重要作用。前者的主要致病因子均可直接或间接改变生长因子的表达,从而促进肺血管平滑肌细胞增生肥厚,导致肺动脉高压发生。现就近年来对有关生长因子与低氧性肺动脉高压关系的研究作一综述。     

红细胞增多对大鼠低氧肺动脉高压及其肺血管重构的影响

目的 探讨实验性红细胞增多对大鼠低氧性肺动脉高压及其肺血管重构的影响.方法 健康SD大鼠随机分为:常氧对照组(C)、单纯低氧组(H)、低氧+不同剂量的人重组促红细胞生成素(rEPO)组.除对照组外各低氧组大鼠共缺氧21 d,每日8 h.rEPO组每周腹部皮下注射不同剂量的rEPO (300 U/kg、600 U/kg、900 U/kg、1200 U/kg)3次.取血样测定红细胞数(RBC)、血红蛋白(Hb)、红细胞压积(Hct)、血浆EPO浓度、全血/血浆黏度;颈外静脉插管测定平均肺动脉压力(mPAP);动物处死后计算右心室/(左心室+室间隔)[RV/(LV+S)]评价右室肥厚程度;光镜观察肺小动脉管壁厚度百分比、肺非肌性小动脉肌化程度.结果 ①随着rEPO注射剂量的增加,血浆EPO浓度相应的增加,同时RBC、Hb、Hct、全血及血浆黏度亦有不同程度的增高;②高、低切变率下的全血黏度与Hct均呈正相关,mPAP与高切变率下的全血黏度呈直线相关;③随着rEPO剂量的增加,反映肺动脉高压程度的mPAP逐渐增高,但是肺血管重构及右室肥厚程度反而有所缓解.结论 外源性EPO诱导的红细胞增多通过增高全血黏度使肺血管的血流阻力增加,从而促使低氧性肺动脉高压形成,但却减轻了右室肥厚及肺血管重构程度,后者可能系机体对缺氧的一种代偿机制.尽管如此,EPO和/或红细胞增多的净结果仍然是使肺动脉高压加重.     

低氧性肺血管重建与生长因子的关系

肺血管结构重建在低氧性肺动脉高压的发病机制中具有重要作用,前者的主要致病因子均可直接或间接改变生长因子的表达,从而促进肺血管平滑肌细胞增生肥厚,导致肺动脉高压发生。现就近年来对有关生长因子与低氧性肺动脉高压关系的研究作一综述。     

肺血管重构

10 原发性肺动脉高压血管重构的机制 很多因素参与肺动脉血管重构，最近的深入研究让我们对原发性肺动脉高压的病理机制了解更深入，启动病程并促进疾病发展的主要有以下三个关键途径。     

CTGF在低氧性肺动脉高压大鼠肺血管重构中的作用

【目的】研究低压低氧致大鼠肺动脉高压、肺血管重构中结缔组织生长因子（CTGF）表达的变化及意义。【方法】SD大鼠随机分为常氧对照组和低氧组,每组动物10只。HE染色观察肺血管重构,免疫组化检测肺血管CTGF蛋白表达变化,原位杂交检测CTGFmRNA表达变化。【结果】低氧组大鼠血管壁厚度/直径（WT%）、管壁面积/血管面积（WA%）、CTGF蛋白和mRNA表达均较对照组明显增加（P〈0.05）。【结论】低压低氧导致肺血管重构,CTGF在肺动脉中表达增强,CTGF可能在肺血管重构中起重要作用。     

CTGF在低氧性肺血管重建中的作用

目的:通过建立低氧性肺动脉高压大鼠模型,探讨结缔组织生长因子(CTGF)在大鼠低氧性肺血管重建中的作用。方法:通过间断常压低氧法建立大鼠低氧性肺动脉高压模型,用右心导管法测定平均肺动脉压(mPAP);称重计算右心室肥厚指数[RV/(LV S)];肺组织切片经HE染色后图像分析技术定量检测大鼠肺小动脉的形态改变;免疫组织化学染色法测定肺小动脉管壁CTGF蛋白表达,并经图像分析半定量检测其表达强度。结果:3周后,低氧组大鼠的mPAP、RV/(LV S)、反映管壁增厚的管壁厚度占血管外径的百分比和管壁面积占血管总面积的百分比两指标均高于正常对照组(P<0.01)。正常对照组大鼠肺小动脉壁CTGF蛋白未表达;低氧组大鼠肺小动脉壁外膜CTGF明显表达,内膜略有表达,中膜几乎无表达。结论:常压低氧3周可成功建立肺动脉高压大鼠模型,CTGF与低氧性肺血管重建密切相关。     

低氧性肺动脉高压大鼠肺动脉和右心室重构研究

目的研究慢性低氧对大鼠肺动脉血管和右心室重构的影响。方法常压间断低氧法复制大鼠慢性低氧模型。右心导管法测平均肺动脉压（mPAP）;测平均主动脉压（mAP）,血细胞比容（HCT）;常规HE染色及右心室肥大指数（RVHI）研究右心室重构观察肺血管重构情况;结果慢性低氧大鼠（28d）血细胞比容和平均肺动脉压力显著升高。发生肺动脉血管重构,右心室肥大指数显著增加。结论慢性低氧化导致大鼠肺动脉压增高的同时,伴肺小动脉管壁增厚、管腔狭窄和右心室肥厚等重构性改变。     

Alleviation of hypoxic pulmonary vascular structural remodeling by L-arginine

目的探讨L-精氨酸(L-Arg)对低氧性肺血管结构重建的干预作用及其可能机制.方法将18只Wistar大鼠配伍后随机分为对照组、低氧组和低氧+L-Arg组(共6个配伍组).以右心导管法测定肺动脉压力,并对大鼠肺组织标本进行显微结构观测和超微结构观察,同时以分光光度法测定血浆一氧化氮(NO)含量,并对肺组织以内皮素-1(ET-1) cRNA探针进行原位杂交,研究肺动脉内皮细胞ET-1 mRNA的表达.结果低氧组大鼠肺动脉平均压明显高于对照组(20.33±2.18?mm?Hg vs 15.38±1.05?mm?Hg, P<0.05).低氧后大鼠肺血管显微及超微结构发生明显改变,肺血管结构重建形成.同时低氧组大鼠血浆NO间接含量明显低于对照组 (P<0.05 ).低氧后肺动脉内皮细胞ET-1 mRNA表达明显增强.然而,低氧+L-Arg组大鼠PAMP较低氧组明显降低(16.73±1.35?mm?Hg vs 20.33±2.18?mm?Hg, P<0.05).L-Arg缓解了低氧性肺血管结构重建的形成.同时低氧+L-Arg组大鼠血浆NO间接含量明显高于低氧组(P<0.05).L-Arg使低氧大鼠肺动脉内皮细胞ET-1 mRNA表达明显受抑制.结论 L-Arg对低氧性肺血管结构重建以及低氧性肺动脉高压的形成有重要的调节作用,其机制可能与通过促进低氧大鼠体内NO生成,从而抑制肺动脉内皮细胞ET-1 mRNA表达有一定的关系.     

低氧性肺动脉高压大鼠肺血管结构及血浆一氧化氮的变化

目的：探讨一氧化氮（ＮＯ）在低氧性肺动脉高压形成中的作用。方法：参与实验全过程的Ｗｉｓｔａｒ大鼠共１２只（６个对子）。以右心导管法测定肺动脉压力,以分光光度法间接测定血浆ＮＯ含量,并对大鼠肺组织标本进行显微结构观测和超微结构观察。结果：低氧组大鼠肺动脉平均压明显高于对照组［（２．７５±０．３０）ｋＰａｖｓ（２．０６±０．１４）ｋＰａ,Ｐ＜０．０５］,其血浆ＮＯ间接含量明显低于对照组［（３．５±１．２）μｍｏｌ·Ｌ－１ｖｓ（４．８±０．４）μｍｏｌ·Ｌ－１,Ｐ＜０．０５］。光镜下,低氧组大鼠肺小血管肌化程度明显增强,肺中、小肌型动脉相对中膜厚度（ＲＭＴ）和相对中膜面积（ＲＭＡ）明显增加［肺中等肌型动脉ＲＭＴ：（９．９４±０．３０）％ｖｓ（７．７０±０．４１）％;肺中等肌型动脉ＲＭＡ：（１８．８７±０．５４）％ｖｓ（１４．７６±０．７５）％;肺小肌型动脉ＲＭＴ：（１５．１５±０．２１）％ｖｓ（１０．１２±０．６０）％;肺小肌型动脉ＲＭＡ：［（２７．９９±０．８８）％ｖｓ（１９．２３±１．０５）％,Ｐ均＜０．０１］。电镜下,肺中、小肌型动脉内皮细胞增生、肥厚、肿胀,平滑肌细胞增生、肥厚,并由收缩表型向合成表型转化     

雌激素对低氧性肺血管重建的作用

目的观察17-β雌二醇对低氧性肺动脉高压大鼠肺血管重建的作用。方法采用间断常压低氧法建立大鼠低氧性肺动脉高压模型,以右心导管法测定肺动脉压力(mPAP);测定右心室肥厚指数[RV/(LV S)];肺组织切片采用HE染色,经图像分析技术测定大鼠肺小血管管壁厚度指标[管壁厚度与血管外径的百分比(WT%)和管壁面积与血管总面积的百分比(WA%)];用放射免疫法测定血清中17β雌二醇浓度。将24只SD大鼠随机分成正常对照组、低氧组、雌激素预防组(每天低氧前腹腔注射17β雌二醇30μg/kg,共3周)、雌激素治疗组(低氧3周后每天腹腔注射17β雌二醇30μg/kg,共7d)。结果(1)低氧组大鼠的mPAP、RV/(LV S)(%)、WT%和WA%均高于正常对照组(P<001);血清中17β雌二醇浓度与正常对照组比较无显著性差异(P>005)。(2)雌激素预防组、雌激素治疗组的大鼠mPAP、RV/(LV S)(%)、WT%和WA%均低于低氧组(P<005),而血清中17β雌二醇浓度高于低氧组和正常对照组(P<001)。结论17β雌二醇能有效降低低氧性肺动脉高压大鼠的肺动脉压力、阻抑右心室肥厚,对低氧性肺动脉高压血管重建具有预防和治疗作用。     

虎杖对缺氧性肺动脉高压动物血流动力学作用的研究

目的 研究虎杖对急性缺氧性肺动脉高压的血流动力学、纤溶系统的作用。方法 观察静脉注射虎杖注射液前后缺氧动物的血流动力学及血中纤溶指标的变化,并与对照组比较。结果 用虎杖后肺动脉压与用药前比较及与对照组比较均有显著下降（P＜0．01）;心搏指数与对照组比较有所增加（P＜0．05）;组织型纤溶酶原激活剂（t-PA)与用药前比较及与对照组比较有所增加（P＜0．01）;血浆纤溶酶原激活剂抑制物的含量（PAI）与用药前比较及与对照组比较有所下降（P＜0．05）。结论 虎杖可明显降低缺氧引起的肺动脉高压,增加心输出量,增加纤溶系统活性。     

一氧化碳对缺氧性肺血管结构重建大鼠肺动脉内皮素-1表达的影响

目的探讨一氧化碳对缺氧性肺血管结构重建大鼠肺动脉中内皮素-1(ET-1)表达的影响。方法将大鼠随机分为3组:常氧组(n=15)、低氧组(n=15)和低氧 血红素加氧酶组(低氧 HO组)(n=15)。以光学显微镜观测3组大鼠肺中型动脉及小型动脉的相对中膜厚度(RMT)。应用ET-1的单克隆抗体经免疫组织化学技术对3组大鼠肺动脉ET-1进行定位及半定量分析。结果低氧组大鼠中型肺动脉及小型肺动脉RMT均高于常氧组和低氧 HO组(P<0.01)。3组大鼠各级肺动脉内皮细胞中均有ET-1的表达,低氧组高于常氧组和低氧 HO组(P<0.01)。中型肺动脉内皮细胞中ET-1的表达与相应中型肺动脉RMT之间呈正相关(r为0.8536,P<0.01);小型肺动脉内皮细胞中ET-1的表达与相应的小型肺动脉RMT之间呈正相关(r为0.8973,P<0.01)。结论一氧化碳对缺氧性肺血管结构重建大鼠肺动脉中ET-1表达有抑制作用。     

缺氧状态下内皮源性一氧化氮合酶与大鼠肺血管结构重建的关系

目的　探讨内皮源性一氧化氮合酶 (eNOS)对缺氧大鼠肺血管结构重建的影响。方法　将大鼠随分为2组 :常氧组 (n =12 )、低氧组 (n =12 )。以光学显微镜观测 2组大鼠中型肺动脉及小型肺动脉的相对中膜厚度(RMT)。应用eNOS的抗体经免疫组织化学技术对 2组大鼠肺动脉内皮细胞进行定位及半定量分析。结果　低氧组大鼠中型肺动脉及小型肺动脉RMT均高于常氧组 (P <0 .0 1) ;2组大鼠各级肺动脉内皮细胞中均有eNOS的表达 ,常氧组较低氧组表达增强 (P <0 .0 1) ;中型肺动脉内皮细胞中eNOS的表达与相应中型肺动脉RMT之间呈负相关 (r为 - 0 .875 7,P <0 .0 1) ;小型肺动脉内皮细胞中eNOS的表达与相应小型肺动脉RMT之间呈负相关(r为 - 0 .80 4 1,P <0 .0 1)。结论　缺氧大鼠肺动脉中eNOS含量下降参与肺血管结构重建。     

5-羟基癸酸盐对低氧肺动脉高压大鼠肺血管重建的影响及其机制

目的：探讨线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂（5-羟基癸酸盐,简称5-HD）对慢性低氧肺动脉高压大鼠肺动脉血管重建的影响及其机制。方法：雄性SD大鼠24只,随机分为正常组、低氧＋PBS组、低氧＋5-HD组（5mg·kg^-1·d^-1）（n=8）。采用常压间断低氧法建立大鼠低氧肺动脉高压模型。大鼠在慢性低氧1周后,每天皮下注射5-HD一次,共3周,对照组置于同一实验室内。4周后右心导管法检测肺动脉平均压（mPAP）,颈总动脉插管测颈动脉平均压（mCAP）,称取右室（RV）和左室＋室间隔（LV＋S）的重量,以RV/（LV＋S）比值比来反映右心室重量的变化。光镜下结合图像分析软件测定肺小动脉相对中膜厚度（PAMT）,透射电镜观察肺细小动脉超微结构的变化,免疫组织化学染色检测肺小动脉平滑肌骨架蛋白α-actin表达,反映肺血管重建情况。酶标仪法检测肺组织匀浆Caspase9、Caspase3酶活性,反映肺血管凋亡情况。结果：①低氧＋PBS组mPAP、RV/（LV＋S）、PAMT、α-actin含量显著高于正常组（P〈0.05）;低氧＋5-HD组mPAP、RV/（LV＋S）、PAMT、α-actin含量显著低于低氧＋PBS组,但高于正常组（P〈0.05）,mCAP三组间差异无显著性;②透射电镜显示低氧＋PBS组肺小动脉内皮细胞肿胀,竖状突起,凸向管腔,与基底膜相连处有大量空泡,内弹力板高度扭曲,粗细不均匀,部分区域结构不清甚至断裂,胶原纤维增多,中膜平滑肌细胞增生、肿胀。低氧＋5-HD组内皮细胞形态规则,中膜平滑肌层变薄,胶原纤维明显减少,弹力板基本正常;③低氧＋5-HD组大鼠肺小动脉平滑肌细胞胞浆线粒体Caspase9酶活性、Caspase3酶活性显著低于正常组,但显著高于低氧＋PBS组（P〈0.05）。结论：①肺动脉平滑肌细胞线粒体凋亡途径在低氧所致肺动脉高压肺动平滑肌层重构中起重要作用。②5-HD可能有逆转慢性低氧引起的肺血管重建的作用。     

肺血管重建在低氧性肺动脉高压中的作用及其机制

低氧性肺动脉高压(HPH)是慢性阻塞性肺疾病(COPD)发展到肺心病的中心环节,多年来对HPH的发生机制进行了深入的研究,目前认为HPH的形成主要与低氧性肺血管收缩(HPV)和肺血管重建(pulmonary vascular remodeling)有关.……