FGF-2及其下游信号通路在肺动脉高压发病中的作用机制研究

发布时间：2019-02-25 17:21

【摘要】：第一部分：FGF-2及其下游信号通路在肺动脉高压发病中的作用目的：肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)是一种多因素参与的进展性疾病,其发病机制尚不完全清楚。成纤维生长因子-2(Fibroblast growth factor-2,FGF-2)是一种促细胞分裂的肝素结合蛋白,它与其受体FGFR-1结合后,可诱导多种细胞的增殖与分化。本研究旨在探讨FGF-2及其下游信号通路在肺动脉高压发病中的表达变化,以便进一步探索肺动脉高压的发病机制。方法：腹腔注射野百合碱(Monocrotaline, MCT)建立大鼠肺动脉高压模型,在MCT注射后0周、1周、2周、3周和4周后通过右心导管检查测量肺血流动力学指标,用HE及VG染色分析肺小动脉病理形态学变化。同时通过免疫组化和Western blot技术测定大鼠肺组织中FGF-2信号通路及其下游增殖、凋亡信号的表达变化。此外,我们收集66例特发性肺动脉高压(IPAH)患者的血浆,通过ELISA方法检测IPAH患者血浆中FGF-2和BMP-2的表达水平。结果：MCT注射后大鼠肺动脉压力明显增高,肺血管病理学分析显示中膜平滑肌增厚和血管周围炎症细胞浸润。IPAH患者和肺动脉高压大鼠肺组织中FGF-2和FGFR-1表达均较正常对照组明显升高；免疫组化显示FGF-2主要表达于肺泡间质和肺小动脉外膜；而FGFR-1主要表达于肺小动脉内膜。肺动脉高压大鼠肺组织中ERK1/2活性增高,而Akt活性降低,同时反映平滑肌增殖的指标PCNA和a-SMA表达升高,凋亡蛋白Bax和活性Caspase-3的表达也显著升高。我们同时还发现骨形成蛋白Ⅱ型受体(Bone morphogenetic protein type Ⅱ receptor, BMPR-Ⅱ)及其下游p-Smadl/5/8表达明显降低,而它的配体BMP-2的表达增高。此外,特发性肺动脉高压患者血浆中FGF-2和BMP-2的浓度较正常对照组显著升高,但与心功能分级、六分钟步行距离、血流动力学指标及血浆N末端B型利钠肽原等临床指标没有相关性。结论：肺动脉高压大鼠肺组织FGF-2和FGFR-1表达明显上调,同时其下游信号通路ERK1/2明显活化,并且伴随着内皮细胞凋亡和平滑肌细胞增殖。第二部分：PD173074干预野百合碱诱导大(?)肺动脉高压的实验研究目的：肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension,PAH)是一种以内皮细胞、平滑肌细胞增殖为主要特征的进展性疾病,预后极差，，研究表明FGF-2/FGFR-1及其下游信号通路在PAH形成过程中起着重要的作用。PD173074是一类合成的高选择性FGFR-1抑制剂,它可以抑制多种肿瘤细胞的生长和增殖。本研究旨在探讨PD173074对野百合碱诱导大鼠肺动脉高压的防治作用及对肺动脉平滑肌细胞增殖的影响。方法：27只雄性SD大鼠,随机分为3组(n=9)：正常对照组、溶剂对照组和PD173074组。PD173074组于MCT注射后第14天开始每天腹腔注射20mg/kg的PD173074,持续两周,溶剂对照组在相应时间点注射等量的溶剂。所有大鼠第4周通过右心导管检查测量肺动脉血流动力学,用HE及VG染色分析肺小动脉病理形态学,用免疫组化和Western blot技术测定肺组织中FGF-2/FGFR-1信号通路及其下游增殖、凋亡信号的表达。同时进行原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞(Pulmonary artery smooth muscle cells, PASMCs),通过MTT及Western blot测定PD173074对FGF-2诱导的PASMCs增殖及下游ERK1/2和Akt活化的影响。结果：腹腔注射PD173074减轻MCT大鼠肺动脉压力和右心室肥厚指数,病理学分析显示肺小动脉管腔面积增加,中膜肥厚程度明显减轻。PD173074降低MCT大鼠肺组织中ERK1/2活性,增加p-Akt和Akt表达,同时降低肺动脉平滑肌细胞增殖和肺动脉内皮细胞凋亡。我们还发现,MCT注射后大鼠肺组织中BMPR-Ⅱ及其下游p-Smad1/5/8表达显著降低,腹腔注射PD173074增加BMPR-Ⅱ和p-Smad1/5/8表达。此外,FGF-2可以通过活化下游ERK1/2和Akt通路,促进大鼠PASMCs增殖；而PD173074抑制FGF-2诱导的大鼠PASMCs增殖,并且下调ERK1/2和Akt的活化。结论：PD173074通过降低ERK1/2和Akt的活化,抑制FGF-2诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖；腹腔注射PD173074减轻MCT大鼠肺动脉高压的形成和肺血管重构,同时上调肺组织中BMPR-Ⅱ的表达。因此,PD173074可能成为治疗肺动脉高压的一个新的药物。第三部分：血浆可溶性ST-2水平与特发性肺动脉高压患者病情及预后关系的研究目的：近年来,可溶性基质裂解素(Soluble suppression of tumorigenicity 2, sST2)作为一种新的心血管病及炎症的生物标志物而受到较多的关注。研究表明,sST2与慢性心力衰竭患者病情严重程度和预后密切相关。然而,sST2与肺动脉高压预后的相关研究未见报道。本研究旨在探讨sST2与特发性肺动脉高压患者病情和预后的关系。方法：入选2012年1月至2013年5月在我院确诊为特发性肺动脉高压(Idiopathic PAH, IP AH)的患者40例,24名健康志愿者作为正常对照。采集IPAH患者和健康志愿者的血浆,检测sST2的表达水平。同时收集患者人口学特征、血流动力学、超声心动图指标、常规实验室检查指标等基线数据,并且进行电话或门诊随访。随访终点为临床恶化。结果：IPAH患者血浆中可溶性ST-2浓度较正常对照组显著升高(28.9+13.9 vs20.7±7.5 ng/mL, P=0.003)。Pearson相关性分析显示,血浆sST2水平与IPAH患者心指数(r=-0.534,P=-0.000)和肺血管阻力(r=0.350,P=0.001)等指标相关,可以反映患者病情严重程度。平均随访时间为14±5月,12例患者出现临床恶化事件。ROC曲线分析显示血浆sST2水平可以预测IPAH患者临床恶化事件发生,曲线下面积为0.789,其中以31.4ng/ml作为界值时,灵敏度为83.3%,特异度为78.6%。Kaplan-Meier曲线显示,sST231.4ng/ml的IPAH患者相比于sST231.4ng/ml的患者在随访期间发生更多的临床恶化事件(log-rank P=0.008)。多因素Cox模型显示,sST2是IPAH患者临床恶化的独立预测因子(风险比：6.067,95%可信区间：1.317-27.948,P=0.021)。结论：血浆sST2水平与肺动脉高压患者病情严重程度密切相关,并且可以预测患者的临床恶化。
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【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R544.1


本文编号：2430366