ING4及MORG1調控缺氧誘導因子脯氨酸羥化酶在缺氧性肺動脈高壓形成中的作用.pdf

1、背景:
　　缺氧誘導因子(HIF)是機體組織細胞適應缺氧的關鍵性轉錄因子,在缺氧性肺動脈高壓(HPH)也起十分重要的作用,是缺氧性肺血管重塑形成中調控目標基因表達的“分子開關”。氧感受器-缺氧誘導因子脯氨酰羥化酶(PHD1,PHD2, PHD3)通過氧依賴性的催化HIFs特定脯氨酸殘基的羥基化反應從而介導其降解,在HIFs轉錄活性的調控過程中具有重要作用。多種分子生物活性物質可通過不同途徑影響PHDs的表達和活性,研究表明ING4

2、可與PHD2結合并進而影響HIFs靶基因的表達,MORG1作為支架蛋白與PHD3結合并使其發(fā)揮最大催化活性。
　　目的:
　　研究大鼠HPH模型和COPD患者肺動脈高壓形成過程中MORG1、ING4表達變化的規(guī)律及其與PHDs、HIF-1α間的相互關系,闡明MORG1、ING4調控PHDs在HPH發(fā)生、發(fā)展過程中的作用,為尋找HPH治療的新的藥物靶標提供理論依據(jù)。
　　方法:實驗共分兩部分。第一部分實驗復制HPH大鼠模

3、型(10％O2,每天間斷缺氧8小時,共21天),在缺氧0天(對照組)、3天、7天、14天和21天不同時間點,用右心導管法測定大鼠平均肺動脈壓(mPAP),稱量法計算右心室肥大指數(shù)(RVHI),HE染色進行肺小動脈重塑(HPVR)指標觀察。原位雜交、RT-PCR檢測肺內MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α的mRNA表達水平及部位,免疫組化、western blot檢測MORG1、ING4、PHD1、PHD2、P

4、HD3及HIF-1α的蛋白質表達水平及部位。第二部分通過HE染色檢測COPD患者和對照組患者肺小動脈形態(tài)學改變,應用原位雜交和免疫組化檢測肺小動脈壁內MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α的表達水平,應用免疫組化檢測肺小動脈壁內MORG1、ING4、PHD1、PHD2、PHD3及HIF-1α蛋白質表達水平。
　　結果:
　　(1)缺氧7d后mPAP開始上升,與對照組比較差異有顯著性(P<0.05),

5、缺氧14 d達高水平并維持與此水平。缺氧14 d后出現(xiàn)肺血管重塑和RVHI增加(P<0.05,與對照組比)。HIF-1α蛋白在對照組肺內表達不明顯,缺氧3d組表達均開始升高(P<0.05,與對照組比),缺氧7d達高峰,14d和21d稍下降。HIF-1αmRNA在對照組肺動脈和肺組織表達陽性,缺氧14d后表達略增高(與對照組比較P<0.05)。
　　(2)對照組 PHD1蛋白質呈陽性表達,缺氧3d、7d后無明顯變化,缺氧14d下降,

6、缺氧21d保持較低水平。PHD1mRNA缺氧14d略升高,與對照組比差異無顯著性(P>0.05)。對照組PHD2蛋白質呈陽性表達,缺氧3d增高,缺氧14d達高峰,缺氧21d保持較高水平。對照組PHD2 mRNA呈弱陽性表達,缺氧3d和缺氧14d表達明顯增高,缺氧21d保持高水平。對照組PHD3蛋白質呈弱陽性表達,缺氧3d明顯增高,缺氧7d保持高水平,缺氧14和21d下降。對照組肺小血管PHD3mRNA呈弱陽性表達,缺氧3d后迅速增高,缺

7、氧14d達高峰,缺氧21d保持高水平。
　　(3)對照組MORG1蛋白質呈陽性表達,缺氧3d和7d表達增高,與缺氧14d達到高峰。對照組MORG1mRNA呈弱陽性表達,缺氧14d明顯增高,缺氧21天保持在高水平。對照組ING4蛋白質呈弱陽性表達,缺氧3d和7d后表達增高,與缺氧14d達高峰,缺氧21天稍有下降。對照組ING4mRNA呈陽性表達,與缺氧7d表達顯著增高,與缺氧14d和21d表達稍有下降但仍高于對照組。直線相關分析表明

8、,在缺氧組大鼠中MORG1蛋白質與HIF-1α、PHD3蛋白質及mPAP、RVHI、WA%呈正相關,ING4蛋白質與HIF-1α蛋白質及mPAP、RVHI、WA%呈負相關。
　　(4)COPD患者肺小血管HIF-1α mRNA和蛋白質表達均增高,蛋白質增高更明顯,COPD患者 PHD1 mRNA與對照組比較差異無顯著性意義,PHD2、PHD3 mRNA表達明顯增高,PHD1蛋白質表達水平降低,PHD2蛋白質水平升高,PHD3較對照

9、組比較差異無顯著性。COPD組MORG1蛋白質和mRNA表達均增高,與對照組比較差異有顯著性。COPD組ING4蛋白質和mRNA表達均降低,與對照組比較差異有顯著性。
　　結論:
　　1、大鼠肺動脈高壓模型中PHDs對HIF-α的調節(jié)具有相對選擇性。缺氧導致PHDs表達及活性降低可能是缺氧性肺動脈高壓(HPH)發(fā)生發(fā)展的重要發(fā)病機制。
　　2、在大鼠肺動脈高壓模型中MORG1可能作為分子支架蛋白,與PHD3結合,從而調