microRNA在高动力型肺动脉高压形成中的作用的初步分析

摘要

左向右分流型先天性心脏病患者如不能及时的接受心内矫治手术，持续的分流引起肺血流量的增加和肺循环阻力的增加会导致患者形成严重的不可逆的肺血管病理性改变，最终形成严重的肺动脉高压。肺血管的病理改变可用Heath和Edwards分级法来描述和分级。弥漫性肺血管阻塞性改变最终导致艾森曼格综合症，而出现紫绀、呼吸困难、甚至全身衰竭的症状。艾森曼格综合症成为心内畸形矫治手术的禁忌症。先天性心脏病合并重度肺动脉高压仍然是发展中国家亟需解决的医学问题。持续的体肺分流引起肺循环超负荷和肺血管压力增加，而肺循环超负荷和肺血管压力增加，可导致血管内皮的持续损伤，血小板和淋巴细胞趋化并粘附在内皮损伤处。同时，细胞外基质降解和血管活性物质的释放导致内皮细胞和平滑肌细胞的肥大和增殖。平滑肌细胞迁移到外周肺血管导致血管腔的狭窄。血管内膜增殖、血管纤维化、免疫炎症反应和血栓形成均可以加剧肺血管重构。而近年来的研究一致认为内皮细胞损伤是肺血管重构的始动也是最关键的因素。内皮细胞的损伤也可以导致大量血管收缩因子(如内皮素、血栓素)和舒张因子(一氧化氮、血管活性肠肽、前列腺素I)的分泌，最终的效应为血管收缩。肺动脉具有一定的代偿能力，而肺动脉顺应性的丧失最终导致肺动脉僵硬，进一步加重肺动脉高压。
　　 自从首次在蠕虫和果蝇中被发现，大量的研究表明microRNA是哺乳动物心血管疾病形成的关键调节因子。miRNA通过调节多种mRNA在生物学进程中发挥其功能。miRNA在心血管中的广泛作用为心血管疾病的机制研究和防治提供新的视野。尽管心血管疾病的分子机制和遗传学特性已被大量研究，miRNA的发现为心血管疾病的研究带来新的曙光，miRNA在心血管疾病中的突出作用间接反映心血管系统对微小的基因调节的高度敏感性，且微小的改变可导致严重甚至致命的后果，miRNA最原始的作用为通过基因调节来维持组织内环境稳态，而这种稳态一旦被破坏，miRNA的表达会发生相应改变，对疾病的调节作用凸显。miRNA和不同心血管疾病(如心衰、心肌梗死、心肌肥厚等)间具有高度特异性，通过RNAi技术调控miRNA的表达可以揭示miRNA在疾病中的致病或者保护性作用。
　　 材料和方法
　　 1.动物模型的建立及其血流动力学和病理学特点：选取体重100-120g的健康雄性SD大鼠80只，随机分为8组(接受分流手术大鼠40只：SⅠ、SⅡ、SⅢ、SⅣ，接受假手术大鼠40只：CⅠ组、CⅡ组、CⅢ组、CⅣ组，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表术后4、8、12、16周)，每组各10只大鼠。运用颈外静脉和颈总动脉连接的方法建立左向右分流型肺动脉高压大鼠模型，分别于术后4、8、12、16周检测相应大鼠平均肺动脉压(mPAP)、右心室肥厚指数(RVHI)，取大鼠肺组织，行病理学检测。
　　 2.应用miRNA微阵列技术，分析重度肺动脉高压形成后miRNA表达谱的变化。通过PT-PCR技术对其中明显差异表达的miRNA(miR-127、miR-130b和miR-98)进行检测。运用靶基因预测软件预测差异表达的miRNA调控的和肺动脉高压相关的靶基因。
　　 3.对20例先天性心脏病并发肺动脉高压患者(轻度、重度肺动脉高压各10例)和10例肺动脉压力正常的先天性心脏病患者血清进行检测：RT-PCR检测miR-126表达、ELISA检测VEGF的表达，运用SPSS软件进行相关性分析。
　　 结果
　　 1.所有大鼠均存活，与对照组相比，分流组大鼠肺动脉收缩压(mPAP)、右心室肥厚指数(RVHI)均明显增高(P<0.05)，病理检测提示分流组大鼠肺动脉内皮细胞增殖，肺血管狭窄甚至闭塞。
　　 2.microRNA芯片结果提示：与对照组相比，分流组大鼠肺组织中表达明显下调的miRNA有7个(miR-29c、miR-192、miR-382等)，明显上调的miRNA有30个(miR-130b、miR-122、miR-146b等)，RT-PCR检测miR-127、miR-130b和miR-98的表达和芯片结果一致。靶基因预测软件预测出其中明显异常表达的miRNA下游调控的靶基因。
　　 3.先天性心脏病合并肺动脉高压患者血清miR-126、VEGF的表达均明显高于肺动脉压力正常的先天性心脏病患者，miR-126、VEGF的表达量随肺动脉压力的增高而增加，且VEGF的表达量和肺动脉压力呈正相关。
　　 结论
　　 1.持续的低流量体肺分流，可诱导肺血管重构并导致肺动脉压力的增高，故右室后负荷增加，进一步引起右室肥厚。运用套管法连接大鼠颈总动脉和颈外静脉可有效建立肺动脉高压模型，血流动力学及病理学均得到证实。
　　 2.肺动脉高压大鼠肺组织中存在明显差异表达的microRNA，运用RT-PCR对部分差异表达的miRNA进行验证，其结果与芯片一致，说明芯片的可靠性。microRNA可能参与肺动脉高压大鼠肺血管重构。
　　 3.miR-126、VEGF在肺动脉高压患者血清中的表达增加，miR-126、VEGF可能参与肺动脉高压的形成。

目录

文摘

英文文摘

缩略语索引

前 言

第一部分 高动力型肺动脉高压大鼠模型的建立及其血流动力学和病理学特点

材料和方法

结 果

讨 论

参考文献

第二部分 左向右分流型肺动脉高压大鼠肺组织microRNA的表达谱及初步分析

材料和方法

结 果

讨 论

参考文献

第三部分 miR-126和VEGF的表达与肺动脉高压形成的关系

材料和方法

结 果

讨 论

参考文献

全文结论

致谢

文献综述 microRNA在心血管疾病中的研究进展

参考文献

研究生期间发表论文情况