镁离子在肺高压大鼠PASMCs增殖和迁移中的作用

发布时间：2020-04-13 08:23

【摘要】：肺高压(Pulmonary Hypertension,PH)是以肺动脉血管阻力增加,血管重构为主要病理变化的一种极度严重的疾病,可以说是心血管疾病中的癌症,而肺血管重构主要是由肺动脉平滑肌细胞(Pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)胞浆内游离钙浓度升高所致,Ca~(2+)可通过多种特定的调控机制影响心血管平滑肌细胞(VSMC)的增殖、迁移。然而Mg~(2+)是生理性的Ca~(2+)拮抗剂,受细胞外镁浓度影响,低镁能增强血管平滑肌的反应性;提高细胞外Mg~(2+)水平能够降低心血管平滑肌的张力和动脉压力。在PH发病过程中,Mg~(2+)及其转运蛋白的功能和其对PASMCs增殖的影响目前较少报道。本研究通过野百合碱(Monocrotaline,MCT)和慢性低氧(Chronic Hypoxemia,CH)分别诱导雄性SD大鼠构建肺动脉高压模型,旨在研究SLC41(solute carrier family 41)和TRPM7在MCT、CH分别致PH发病过程中的功能变化,及Mg~(2+)对PH大鼠PASMCs增殖、迁移的影响,并进一步探讨SLC41家族、TRPM7与PH大鼠PASMCs增殖之间的关系,为PH的发病机制研究提供理论基础。目的:体外研究Mg~(2+)对MCT和CH分别诱导的PH大鼠PASMCs增殖和迁移的影响,并探讨镁离子通道/转运体与PASMCs增殖之间的关系,为PH的发病机制及临床治疗提供新的理论依据。方法:(1)构建PH大鼠模型:150~160g健康雄性SD大鼠随机分成对照组(Control,CON)和模型组(MCT、CH),MCT组大鼠一次性腹腔注射MCT(50mg/kg),CH组SD大鼠(200g左右)置于缺氧箱(10%左右)内,分别饲养3w后,对模型组进行PH鉴定。(2)PASMCs培养:分离鉴定成功的PH大鼠肺动脉,体外培养PASMCs,CON和MCT组PASMCs在恒温常氧培养箱(37°C,5%CO2)内培养,CH组在低氧培养箱(3%O2)内培养。(3)采用Western Blot和RT-PCR检测以上三组PASMCs上主要镁离子通道/转运体蛋白和mRNA表达水平。(4)增殖和迁移实验:预实验各组分别给予同一组浓度梯度的MgCl_2溶液,均先使用1%FBS、10%FBS进行预实验,视Mg~(2+)作用情况增加5%FBS实验组。MTS法检测以上各实验组PASMCs增殖情况;采用划痕愈合法或transwell小室检测Mg~(2+)对PASMCs迁移的影响。(5)Mg~(2+)作用时,以上三组PASMCs上SLC41家族和TRPM7的功能变化。结果:(1)与CON组相比,(1)MCT和CH组大鼠RVSP、RVP和RVMI均显著增高,肺小动脉平滑肌肌层明显增厚,管腔狭窄,提示MCT和CH均成功诱导大鼠产生PH;(2)MCT和CH组PASMCs上SLC41A1、SLC41A2、TRPM7的mRNA和蛋白表达水平显著上调,而SLC41A3的mRNA和蛋白表达水平显著下调;(3)模型组PASMCs的增殖活性显著增强,提示MCT和CH均可促进大鼠PASMCs增殖;(4)模型组PASMCs迁移能力显著高于CON组,提示PH可促进PASMCs迁移。(2)经预实验,在排除FBS影响条件下,各组以含正常范围镁介质(F12)培养的PASMCs作对照:(1)低水平细胞外高镁:Mg~(2+)作用浓度为3mM(mmol/L)左右时,可促进PASMCs增殖,但差异不显著;10mM Mg~(2+)作用时,PASMCs增殖处于减缓趋势,但也有个体差异,模型组PASMCs增殖不能被显著抑制;(2)超高水平[Mg~(2+)]_o作用:30mM Mg~(2+)作用时,可部分抑制PH组PASMCs增殖,差异具有统计学意义;60 mM Mg~(2+)作用,各组PASMCs增殖均被显著抑制,具有统计学意义,但不具备临床意义。结论:MCT和CH可分别诱导大鼠产生PH,并上调大鼠PASMCs上镁转运体/离子通道SLC41A1/2、TRPM7、MAGT1的表达,下调SLC41A3的表达,同时诱发肺血管重构及右心室肥大,促进PASMCs的增殖和迁移;低水平高[Mg~(2+)]_o不能显著抑制PH大鼠PASMCs的增殖和迁移能力,理论上逆转其肺血管重构的镁干预浓度需更高[Mg~(2+)]_o水平。
【学位授予单位】：福建医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R544.1

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