AMPKα2在二甲双胍抑制香烟暴露下肺动脉平滑肌细胞表型转化中的作用

发布时间：2017-08-18 01:16

  本文关键词：AMPKα2在二甲双胍抑制香烟暴露下肺动脉平滑肌细胞表型转化中的作用

  更多相关文章： 肺动脉高压 慢性阻塞性肺疾病 炎症 香烟 二甲双胍 AMPKα2 肺动脉平滑肌细胞 表型转化

【摘要】：背景:肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)作为慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的重要并发症之一,直接影响了COPD患者的生活质量和预后。吸烟是COPD最主要的危险因素,一系列临床组织标本和动物模型结果表明:吸烟COPD患者的早期无低氧阶段,甚至在肺功能完全正常的吸烟人群,肺血管重构的现象就已经开始出现,其机制可能和吸烟致高氧化应激状态和慢性炎症有关。近年来调控细胞能量代谢平衡的腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为调控机体氧化应激和炎症反应的重要靶点备受关注。在糖尿病和肥胖患者中,其体内AMPK低活性状态与该类患者机体高氧化应激状态和慢性炎症、心血管合并症的发病率密切相关。AMPK的激活对于维持正常血管的正常结构和功能十分重要。目前关于AMPK与体循环疾病,如动脉粥样硬化和球囊损伤后再狭窄的研究结果,几乎得出了一致的结论——上调AMPK活性可以保护内皮细胞功能,抑制动脉平滑肌细胞增殖。随着对AMPK研究的深入,逐渐认识到其关键亚型AMPKα1和AMPKα2,似乎在维持血管稳态中所起的作用不尽相同。肺血管重构是PH的基本病理特征,其中肺动脉平滑肌细胞(pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs)表型转化——从收缩型(分化)向合成型(未分化)转化是获得异常增殖/迁移、合成分泌能力,导致肺血管重构和PH形成的前提和基础。而香烟暴露下所致高氧化应激和炎症环境是COPD合并PH发生的基础,我们推测调控氧化应激和慢性炎症的靶点——AMPK极有可能在调控香烟暴露下PASMCs的表型转化和增殖中发挥重要作用,有必要对其机制深入探讨。传统降糖药物二甲双胍是AMPK的激活剂,动物实验表明二甲双胍抑制野百合碱诱导的肺动脉高压形成,此项研究虽然未直接探讨其机制,但初步证实了二甲双胍可能对肺循环具有保护作用。本项目拟探讨AMPK及其不同亚型在香烟暴露下PASMCs的表型转化和过度增殖中的作用;阐明二甲双胍是否通过激活AMPK或特定AMPK亚型抑制肺血管重构的关键环节——PASMCs的表型转化和过度增殖。在目前COPD相关肺动脉高压尚缺乏有效治疗手段的背景下,一旦我们的假设得以验证,将有助于阐明吸烟致COPD相关PH的分子机制,并为其早期防治提供新思路。研究目的:1.研究吸烟、全身炎症水平与PH之间的关系;2.明确AMPKα2在香烟提取物(cigarette smoking extract,CSE)诱导的大鼠PASMCs表型转化中的作用。3.明确AMPKα2在二甲双胍抑制香烟暴露下PASMCs表型转化和增殖中的作用。研究方法:1.采用病例对照研究设计,以2013年4月-2015年3月111例入住我科的COPD合并PH患者作为病例组,匹配年龄、性别后以同期111例COPD未合并PH的住院患者作为对照组。采集患者年龄、性别、吸烟史、血沉(ESR)、白细胞(WBC)、中性粒细胞/淋巴细胞比例(NLR)、血清C-反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、纤维蛋白原(FIB)、降钙素原(PCT)、动脉血气、胸部CT及心脏彩超等结果。使用SPSS 22软件对两组数据进行统计学差异比较,并进行相关性分析及多因素Logistic回归分析找出PH的相关危险因素;2.5%CSE处理体外分离培养大鼠PASMCs,采用CCK-8法检测细胞增殖,Western blot检测PASMCs表型标志物(SMA),AMPK、m TOR表达及其磷酸化水平。采用慢病毒介导的si RNA沉默PASMCs中AMPKα1和AMPKα2基因表达,明确不同亚型AMPKα在CSE诱导的PASMCs表型转化中的作用;3.观察二甲双胍对5%CSE暴露下PASMCs表型转化和增殖的影响,明确AMPKα2是否在其中起关键作用。研究结果:1.COPD合并PH组的吸烟指数、血清CRP、IL-6及TNF-α水平均明显高于COPD未合并PH组(p0.05);2.吸烟指数、血清CRP、IL-6及TNF-α水平与肺动脉收缩压呈正相关(p0.05),吸烟指数与CRP水平也呈正相关(p0.05);3.多因素Logistic回归分析结果显示吸烟指数、血清CRP、IL-6及TNF-α水平是肺动脉高压形成的独立危险因素(OR值分别为6.185、6.740、3.434、2.700,p0.05);4.CCK-8结果显示5%CSE促进大鼠PASMCs增殖,Western blot结果显示5%CSE可以下调PASMCs收缩表型标志物SMA的表达(p0.05);5.采用慢病毒介导的si RNA技术成功将大鼠PASMCs中的AMPKα1、AMPKα2基因沉默后,Western blot结果显示AMPKα2 si RNA组的SMA表达明显下降(p0.05);6.CCK-8结果显示二甲双胍明显抑制5%CSE促PASMCs的增殖效应(p0.05);二甲双胍无法抑制AMPKα1 si RNA组和AMPKα2 si RNA组PASMCs的增殖;7.Western blot结果显示二甲双胍可以逆转5%CSE诱导的SMA表达下调(p0.05);8.Western blot结果进一步证实二甲双胍通过激活AMPKα2/m TOR途径抑制5%CSE致PASMCs表型转化,维持PASMCs正常表型。研究结论:1.吸烟、全身炎症反应(CRP、IL-6、TNF-α水平增加)是肺动脉高压发生的独立危险因素;2.吸烟及血清CRP、IL-6、TNF-α与肺动脉收缩压呈正相关,吸烟指数与血清CRP呈正相关;3.体外实验证明5%CSE促进大鼠PASMCs增殖,并下调PASMCs收缩表型标志物SMA的表达,使PASMCs发生表型转化;4.AMPKα2在CSE诱导的PASMCs表型转化中发挥重要作用;5.二甲双胍可以逆转5%CSE诱导的SMA表达下调,从而维持PASMCs正常表型,抑制其过度增殖,其机制依赖于AMPKα2的活化。
【关键词】：肺动脉高压 慢性阻塞性肺疾病 炎症 香烟 二甲双胍 AMPKα2 肺动脉平滑肌细胞 表型转化
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R544.1;R563.9
【目录】：

• 缩略词表4-6
• 英文摘要6-10
• 中文摘要10-13
• 第一章 前言13-15
• 第二章 吸烟及全身炎症反应与慢性阻塞性肺疾病患者中发生肺动脉高压的相关性研究15-22
• 2.1 对象与方法15-16
• 2.2 结果16-19
• 2.3 讨论19-21
• 2.4 小结21-22
• 第三章 AMPKα2在香烟提取物促进大鼠PASMCs表型转化中的作用22-53
• 3.1 材料和方法23-36
• 3.2 结果36-51
• 3.3 讨论51-52
• 3.4 小结52-53
• 第四章 二甲双胍通过AMPKα2抑制香烟提取物诱导的大鼠PASMCs表型转化53-65
• 4.1 材料和方法53-56
• 4.2 结果56-63
• 4.3 讨论63-64
• 4.4 小结64-65
• 全文结论65-66
• 参考文献66-69
• 文献综述 慢性炎症在肺动脉高压发生中的作用及机制研究进展69-80
• 参考文献74-80
• 攻读学位期间发表的论文80-81
• 致谢81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李娟娟;凌文华;;AMPK与肥胖[J];国际内科学杂志;2007年11期

2 刘文倩;艾华;;AMPK与肥胖和减肥关系研究进展[J];中国运动医学杂志;2008年06期

3 蔡明春,黄庆愿,高钰琪;AMPK与能量代谢[J];重庆医学;2005年01期

4 葛斌;谢梅林;顾振纶;周文轩;郭次仪;;AMPK作为治疗2型糖尿病新靶点的研究进展[J];中国药理学通报;2008年05期

5 徐静;刘毅;完强;贾振华;王荣;;高糖环境对大鼠肾小球系膜细胞AMPK表达及活性的影响[J];山东大学学报(医学版);2009年05期

6 宫克城;丁树哲;;AMPK与2型糖尿病的关系及其在运动介导下的研究[J];辽宁体育科技;2009年03期

7 罗招凡;李芳萍;丁鹤林;程桦;;AMPKα2基因克隆及其野生型和突变型真核表达载体的构建[J];中国组织工程研究与临床康复;2009年28期

8 丁晓洁;王佑民;王丽萍;;高脂饮食对大鼠肝脏组织AMPK表达及其活性的影响[J];安徽医科大学学报;2009年06期

9 程媛;王佑民;丁晓洁;;肥胖大鼠骨骼肌AMPK表达及其与糖脂代谢的关系[J];安徽医科大学学报;2010年02期

10 黄德强;罗凌玉;王丽丽;罗时文;吕农华;罗志军;;AMPK在胰岛素信号转导通路中的作用[J];中国细胞生物学学报;2011年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;Co-commitment and Interplay between Akt and AMPK in the Regulation of Endothelial NO Synthase Phosphorylation by Reactive Oxygen Species[A];第九届全国心血管药理学术会议论文集[C];2007年

2 Paul M Vanhoutte;;SIRT1 and AMPK:the Seesaw Effect in Regulating Endothelial Sene-scence[A];第八届海峡两岸心血管科学研讨会论文集[C];2011年

3 李瑾;朱海波;;新结构类型调血脂化合物与靶蛋白AMPK分子间相互作用初步解析[A];全国第十二届生化与分子药理学学术会议论文集[C];2011年

4 宋海燕;李强;孙玉倩;张巾超;邬艳慧;;AMPK结合蛋白的筛选及其与2型糖尿病的关系研究[A];2008内分泌代谢性疾病系列研讨会暨中青年英文论坛论文汇编[C];2008年

5 ;AMPK mediated an apoptotic response to combined effect of hypoxia stress and ER stress[A];2012全国发育生物学大会摘要集[C];2012年

6 ZHANG Jian-wei;MA Xiao-wei;DENG Rui-fen;DING Shan;GU Nan;GUO Xiao-hui;;Genetic variability in AMPKαl gene may have synergetic effect with smoking on risk of coronary artery disease in chinese type 2 diabetics[A];中华医学会糖尿病学分会第十六次全国学术会议论文集[C];2012年

7 姚远;周京军;裴建明;;AMPK介导无钙预处理心肌保护作用[A];中国生理学会第九届全国青年生理学工作者学术会议论文摘要[C];2011年

8 季乐乐;Haifeng Zhang;Feng Gao;;A novel mechanism of preconditioning:Attenuating reperfusion injury through enhanced myocardial glucose uptake via insulin-stimulated Akt and AMPK activation[A];中国生理学会第十届全国青年生理学工作者学术会议论文摘要[C];2013年

9 WU Qiao;;The orphan nuclear receptor Nur77 regulates AMPK activity through LKB1 subcellular localization in glucose metabolism[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年

10 Jia-Wei Wu;;Conserved elements in allosteric regulation of AMPK[A];中国生物化学与分子生物学会第十一次会员代表大会暨2014年全国学术会议论文集——专题报告二[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 黄敏;精力充沛基因决定?[N];新华每日电讯;2011年

2 实习生 程凤;不爱锻炼可能与基因缺失有关[N];科技日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈雷;AMP激活的蛋白质激酶（AMPK）调控机制的研究[D];清华大学;2010年

2 张秀娟;TSH调节肝脏HMG-CoA还原酶磷酸化修饰的研究[D];山东大学;2014年

3 赵顺玉;消积饮联合CIK通过AMPKα/Sp1/EZH2/DNMT1相关通路抗肺癌生长的作用机制[D];广州中医药大学;2015年

4 王红亮;AMPK-α在卤虫胚胎发育过程中对细胞有丝分裂调控的研究[D];浙江大学;2015年

5 周锡红;三甲基甘氨酸通过AMPK途径影响脂肪沉积的研究[D];浙江大学;2015年

6 刘效磊;AMPK/mTOR介导有氧运动提高骨骼肌胰岛素敏感性的机制研究[D];天津医科大学;2015年

7 刘书东;AICAR诱导激活的AMPK在肝脏抑制TSH/SREBP-2/HMGCR通路[D];山东大学;2015年

8 杜宇;AMPK调控组蛋白糖基化修饰的机制研究[D];华中科技大学;2015年

9 李知行;电针对胰岛素抵抗模型大鼠肝脏AMPK、ACC的干预机制研究[D];广州中医药大学;2016年

10 尉娜;AMPK通过mTOR促进脑缺氧条件下血管内皮细胞作用的研究[D];郑州大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 柯志强;AMPK信号通路在白藜芦醇改善高糖诱导乳鼠心肌细胞损伤中的作用[D];湖北科技学院;2015年

2 肖瑶;AMPK对低氧诱导血管生成作用的研究[D];湖北科技学院;2015年

3 王玉兵;HIF-1α、AMPK、E-cadherin在前列腺癌组织中的表达及意义[D];福建医科大学;2015年

4 魏苏玉;乙醇对H4-ⅡE细胞脂质代谢及AMPK表达的影响[D];延边大学;2015年

5 陈婷;肌肉特异敲除AMPKα2对小鼠脂代谢的影响[D];西北农林科技大学;2015年

6 张二东;铜离子及模拟太空环境通过ROS/AMPK信号诱导人B淋巴母细胞凋亡[D];兰州大学;2015年

7 徐英秀;硫化氢通过AMPK激活调控脑缺血后小胶质细胞的极化状态[D];苏州大学;2015年

8 黄艳;AMPK和SIRT-1参与定时高脂饮食对小鼠肝脏生物钟基因的影响研究[D];苏州大学;2015年

9 杨霞;AMPK参与线粒体通路介导的氟致H9c2心肌细胞凋亡机制的研究[D];山西医科大学;2015年

10 闫旭红;胰岛素对1型糖尿病大鼠睾丸脂联素及其受体、AMPK、AKT和eNOS表达的影响[D];山西医科大学;2015年

，

本文编号：691998