EP3受体在内皮源性前列环素诱发血管收缩反应中的作用

摘要

背景和目的:环氧化酶（COX）主要存在COX-1和COX-2两种亚型，其催化花生四烯酸（AA）代谢产生具有血管活性的各种前列腺素类物质。在心血管系统中，血栓素A2（TxA2）和前列环素I2（PGI2）被认为是具有相反调节作用的两种前列腺素类物质。TxA2主要产生于血小板，通过激活血栓烷素（TP）受体调节血管收缩和聚集血小板的作用。相反，PGI2主要由血管内皮细胞合成，通过激活PGI2受体（IP受体）调节血管舒张反应和拮抗TP受体的作用。来自血管内皮的PGI2和血小板产生的TxA2之间作用的失衡将导致心血管疾病的发生发展，如高血压等。
　　然而，在一些血管(包括某些人类血管)中，PGI2或者血管内皮源性COX的代谢产物（主要由PGI2构成）可激活TP受体而引起血管收缩作用。进一步的研究表明，TP受体和IP受体都参与调节PGI2诱发的血管反应。因此，PGI2或血管内皮源性COX代谢产物诱导的血管收缩活动往往反映了IP受体的功能和/或表达受限，后者可导致显示出被同时激活的TP受体所介导的血管收缩作用。然而，在一些血管如小鼠腹主动脉，IP受体存在表达（虽其表达水平要低于 PGI2诱发舒张效应的血管，如肠系膜动脉），加入了 TP受体阻滞剂后PGI2没有诱发血管舒张反应。另外，在其它一些血管（如大鼠肾动脉）中，PGI2或血管内皮源性COX代谢产物引起的血管收缩效应对TP受体阻滞剂不甚敏感。因此，我们提出，除了 TP受体之外,可能存在其它前列腺素受体参与 PGI2所诱发的血管收缩反应。然而，这一机制的存在及介导该反应的受体特性尚有待进一步阐明。此外，先前关于 TP受体介导 PGI2诱发的血管收缩反应主要是基于药理学拮抗剂实验得到的假说。但有报道表明，TP受体拮抗剂也抑制其它前列腺素或花生四烯酸相关的代谢产物诱发的血管收缩效应，从而不能排除其非特异性的作用。因此，亦有必要通过基因敲除的方法来阐明 TP受体在PGI2诱导的血管收缩反应中的确切作用。
　　因此，本研究中用Talen的方法制作了C57BL/6小鼠背景的TP受体敲除（TP-/-）小鼠，并分离在正常生理状态下对 PGI2表现为血管收缩反应的主动脉、颈动脉和/或肾动脉来进行生化和/或功能分析。
　　材料与方法:本研究采用8至12周龄、体重25g左右的健康雄性无特定病原体(SPF)级的C57BL/6野生型小鼠和同基因型背景的TP-/-小鼠进行生化实验和功能分析。DNA测序和逆转录PCR方法检测TP-/-小鼠的DNA序列和基因型；小鼠断尾法测定C57BL/6野生型小鼠和TP-/-小鼠尾部出血时间；无创血压测量系统检测C57BL/6野生型小鼠和TP-/-小鼠平均动脉压；血管环张力检测系统检测 C57BL/6野生型小鼠和 TP-/-小鼠离体腹主动脉、肾动脉及颈动脉的血管反应性；酶联免疫吸附法检测内皮胆碱能受体激动剂乙酰胆碱（ACh）在C57BL/6野生型小鼠和TP-/-小鼠主动脉中诱导产生的PGI2代谢产物6-Ket o-PGF1α、TxA2代谢产物TxB2和PGE2的含量水平；蛋白质免疫印迹法检测C57BL/6野生型小鼠和TP-/-小鼠主动脉中EP3受体和FP受体的表达；实时定量PCR检测C57BL/6野生型小鼠和TP-/-小鼠主动脉中IP受体、FP受体以及EP3受体mRNAs的表达。
　　结果:
　　1.与C57BL/6野生型小鼠相比，DNA测序显示TP-/-小鼠外显子3编码区域丢失22 bp片段；RT-PCR亦显示TP-/-小鼠的TP受体mRNAs在530 bp处缺失；并且，小鼠断尾法表明TP-/-小鼠尾部出血时间延长；TP-/-小鼠平均动脉压未见明显改变。
　　2.与 C57BL/6野生型小鼠相比，在一氧化氮合成酶抑制剂（L-NAME）预处理后的TP-/-小鼠腹主动脉中，TP受体激动剂U46619没有诱发任何反应；PGI2、PGF2α、PGD2以及 PGE2所诱发的血管收缩反应也受到大幅度的抑制；PGE2所诱导的血管收缩反应能够被EP3受体拮抗剂L798106消除，而不被TP受体拮抗剂SQ29548所抑制。
　　3.在苯肾上腺素（PE）预收缩、L-NAME处理或去内皮TP-/-小鼠腹主动脉中，PGI2仍诱发明显的血管收缩反应，该反应能够被EP3受体拮抗剂L798106消除并导致血管舒张效应，而EP1受体拮抗剂SC19220没有诱发类似反应；同时，EP3受体拮抗剂L798106也能够抑制PGE2诱发的血管收缩反应，而EP1受体拮抗剂SC19220亦没有引起类似反应。
　　4.与C57BL/6野生型小鼠相比，在L-NAME预处理的TP-/-小鼠腹主动脉中，ACh诱发的血管收缩反应大部分消失；PE预收缩后，ACh诱发血管舒张反应，但该舒张反应被一对非选择性 COX抑制剂吲哚美辛敏感的双相收缩反应所减弱，EP3受体拮抗剂L798106消除该双相收缩反应，并引起比吲哚美辛存在的情况下更大幅度的舒张作用；IP受体拮抗剂CAY10441能消除EP3受体拮抗剂L798106对ACh诱发舒张反应的增强作用。另外，在拮抗TP受体的C57BL/6野生型小鼠腹主动脉中EP3受体拮抗剂L798106对ACh诱发的血管反应也发挥类似作用，且该作用被吲哚美辛减弱。
　　5.与C57BL/6野生型小鼠类似，在TP-/-小鼠主动脉中，ACh刺激PGE2和PGI2代谢产物6-Keto-PGF1合成增加，而TxA2代谢产物TxB2的含量未见明显增加。
　　6.在 C57BL/6野生型小鼠和 TP-/-小鼠腹主动脉中，蛋白质免疫印迹法检测到 EP3受体和 FP受体存在表达，两者的表达水平在两组小鼠间无明显差异；同时，实时定量PCR同样检测到IP受体、FP受体和EP3受体mRNAs的表达，各受体的表达水平在两组小鼠间亦无明显差异。另外，C57BL/6野生型小鼠主动脉EP3受体的蛋白表达在去内皮后无明显改变。
　　7.在L-NAME处理的C57BL/6野生型小鼠腹主动脉中，PGI2诱发的血管收缩反应被 EP3受体拮抗剂L798106明显抑制；PE预收缩后，PGI2在 TP受体拮抗剂 SQ29548存在的情况下诱导的血管收缩反应被 EP3受体拮抗剂 L798106逆转成血管舒张效应，且该舒张效应能够被 IP受体拮抗剂CAY10441减弱。同样，PE预收缩及TP受体拮抗后， EP3受体拮抗剂L798106对COX底物花生四烯酸所诱发的血管反应亦起到同样的作用，且该作用被IP受体拮抗剂CAY10441所减弱。
　　8.在L-NAME处理的C57BL/6野生型小鼠腹主动脉中，PGE2和ACh所诱发的血管收缩反应能够被EP3受体拮抗剂L798106或TP受体拮抗剂SQ29548抑制，但与TP受体拮抗剂SQ29548相比，EP3受体拮抗剂L798106对PGE2所引起的血管效应抑制幅度较小。同时，在C57BL/6野生型小鼠肾动脉和颈动脉中，PGI2（浓度为1?M或10?M）诱发的血管收缩反应亦能够被EP3受体拮抗剂L798106所抑制。
　　结论:
　　1.所有具有血管活性的COX终产物都能激活TP受体。
　　2. PGI2亦能有效激活EP3受体，后者可与TP受体一起不但克服IP受体所介导的血管舒张作用，还可能导致强烈的血管收缩反应。

目录

声明

缩略词

第一章 前 言

1.1环氧化酶结构和功能

1.2花生四烯酸代谢

1.3前列腺素及其受体

1.4前列环素与心血管

1.5本课题的目的和研究意义

第二章 材料与方法

2.1 主要试剂及仪器

2.2 实验方法

第三章 实验结果

3.1 TP受体敲除小鼠基因改变和表型

3.2 TP受体敲除对PGI2和其它前列腺素诱发血管收缩反应的影响

3.3 PGI2和PGE2在PE预收缩的TP-/-小鼠腹主动脉中诱导的反应

3.4 在TP受体敲除或拮抗的小鼠腹主动脉中，EP3受体拮抗剂对ACh诱发血管反应的影响

3.5 TP受体敲除对COX代谢产物的影响

3.6 TP受体敲除对前列腺素受体表达的影响

3.7 EP3受体拮抗对野生型小鼠血管收缩效应的影响

第四章 讨 论

第五章 结 论

参考文献

综述：前列环素在血管中作用的研究进展

附录

已发表文章

致谢

个人简介