前列腺素D2对心房钠尿肽分泌的影响及其机制研究

摘要

钠尿肽家族(family of natriuretic peptides，NPs）是一类具有相似结构及生物学活性的激素，其对机体的稳态发挥重要作用，如排钠利尿、调节机体水盐平衡，通过与其它旁分泌激素的相互作用调节血压，还参与调控细胞增殖和细胞分泌等细胞生理变化。迄今，在哺乳动物体内共发现三种NPs物质：心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP），脑钠尿肽（brain natriuretic peptide，BNP)和C型钠尿肽（C-type natriuretic peptide，CNP）。人们在绿曼巴（Dendroaspis angusticeps）的毒液内发现了第四种 NP，D型钠尿肽（Dendroaspis-type natriuretic peptide，DNP），且与人类血浆有免疫反应。
　　ANP是由心肌细胞合成和分泌的一种对心脏的功能起重要作用的激素，它广泛分布于心脏血管系统、中枢神经系统、免疫系统及肾脏组织中，与膜结合钠尿肽受体A或C（natriuretic peptide receptor A/C，NPRA，NPRC）结合而发挥生物学作用。ANP与NPRA受体结合，激活与其耦联的鸟苷酸环化酶，致使细胞内第二信使环磷酸鸟苷（guanosin3′,5′- cyclic monophosphate，cGMP）的生成，继而激发细胞内多个信号的转导，调节细胞生理功能。NPRC是一种未与鸟苷酸环化酶耦联的受体，其主要功能是介导清除体内三种NPs。也有研究证明，NPR-C也能通过百日咳毒素敏感型G蛋白传导胞外信号。
　　调节ANP合成和分泌的因素有多种，概括如体液、物理及神经等。心房肌细胞的物理牵张是诱发ANP分泌的关键因素。激素类物质也参与调节ANP的分泌，如内皮素（endotheline-1，ET-1）、血管紧张素、血管升压素等。其中ET-1对牵张诱发ANP分泌的过程是一个不可或缺的因素。然而心房牵张、缺血以及ET-1最终都通过影响花生四烯酸代谢生成前列腺素来调节ANP分泌的。
　　前列腺素（prostaglandins，PGs）是一类不饱和脂肪酸激素类，分布于人体及动物体的多种组织，对机体多种系统起重要的调节作用，尤其是对心血管活动的调节。哺乳动物的心肌细胞能合成PGs，如PGF2α、PGE2、PGI2和PGD2。研究报道，PGs对心血管疾病调节至关重要，其参与心肌肥大、心肌梗死及心肌纤维化的发病过程。起初PGD2被认为是一种生物活性较低的前列腺素，后有研究证明，PGD2对心血管的调节作用也是至关重要的，其对缺血再灌注损伤有拮抗作用。早期研究表明，调节ANP的分泌过程涉及到多种PGs。但对于PGD2如何参与调节心房ANP分泌的机制缺乏实验及理论支持。
　　本项研究以离体搏动的大鼠心房为灌流模型，探讨 PGD2对大鼠心房 ANP分泌的影响及其机制，为阐明PGD2对心脏作用提供初步依据。
　　本实验结果如下：
　　1.与对照循环相比，PGD2（1.0μmol/L）明显增加ANP的分泌（P<0.001），且称时间依赖性，同时也促进心房搏动压的上升（P<0.01）。
　　2. L-型Ca2+通道的阻断剂nifedipine（1.0μmol/L）减弱了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与PGD2循环比，P<0.001，与nifedipine循环比，P<0.05），但没有改变PGD2促进心房搏动压上升的作用（与nifedipine循环比，P<0.05）。
　　3. PKA阻断剂H-89（1.0μmol/L）减弱了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与 PGD2循环比，P<0.001，与 H89循环比，P<0.05），但没有改变 PGD2促进心房搏动压上升的效应（与H89循环比，P<0.05）。
　　4.蛋白激酶非选择性抑制剂staurosporine（0.3μmol/L）减弱了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与PGD2循环比，P<0.001，与staurosporine循环比，P<0.05），同时也抑制了PGD2促进心房搏动压上升的效应（与staurosporine循环比，P>0.05）。
　　5. MAPK/ERK的阻断剂PD98059（30.0μmol/L）减弱了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与PGD2循环比，P<0.05，与PD98059循环比，P<0.05），同时也抑制了PGD2促进心房搏动压上升的效应（与PD98059循环比，P>0.05）。
　　6.联合处理PD98059和H-89，完全抑制了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与PD98059+PGD2循环比，P<0.01，与PD98059+H89循环比，P>0.05），同时也抑制了 PGD2促进心房搏动压上升的效应（与 PD98059+H89循环比，P>0.05）。
　　7. Western blotting结果表明，PGD2增加心房ERK1/2的磷酸化（与对照组相比，P<0.05）。共同处理PD98059和PGD2后，与PGD2组相比，心房ERK1/2的磷酸化降低（P<0.05）。共同处理PD98059、H-89和PGD2后，与PGD2组相比，心房ERK1/2的磷酸化降低（P<0.05），与PD98059和PGD2组比没有变化（P>0.05）。
　　8.联合处理nifedipine和PD98059可完全抑制PGD2增加心房ANP分泌的效应（（与 PD98059+PGD2循环比，P<0.01，与 PD98059+nifedipine循环比，P>0.05），同时也抑制PGD2增高心房搏动压的效应（与PD98059+nifedipine循环比，P>0.05）。
　　9. PTK的抑制剂genistein（30.0μmol/L）可阻断PGD2增加ERK1/2磷酸化的作用（与PGD2组比较，P<0.05），并减弱了PGD2对心房ANP分泌的增加效应（与 PGD2循环相比，P<0.001，与 genistein循环比，P<0.05），同时抑制了PGD2对心房搏动压的增加（与genistein循环比，P>0.05）。
　　10. Genistein+PD98059不仅可完全阻断PGD2促进心房ANP分泌的作用（与PGD2比较，P<0.01；与genistein+PD98059循环比较P>0.05），而且也可阻断PGD2增加心房搏动压的效应（与genistein+PD98059循环比较，P>0.05）。
　　以上结果提示：
　　1. PGD2显著增加离体搏动大鼠心房ANP的分泌。
　　2. PGD2通过PKA-ERK信号转导途径调控心房ANP的分泌，其中PTK也可发挥重要的调节作用。

目录

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英文缩写词表

第一章 引 言

第二章 实验材料

2.1 主要实验仪器

2.2 主要试剂及溶液的配制

第三章 实验方法

3.1. 实验动物

3.2. 制备搏动的大鼠离体心房灌流模型

3.3. 实验步骤

3.4. ANP放射免疫测定法

3.5. Western blotting 分析ERK1/2的磷酸化

3.6. 统计学处理

第四章 实验结果

4.1. PGD2对心房ANP分泌的影响

4.2 L-型Ca2+通道及蛋白激酶对PGD2影响心房ANP分泌的调节

4.3 MAPK/ERK和PKA对PGD2增加ANP分泌的影响

4.4. PTK调节PGD2增加ANP分泌的作用

第五章 讨论

5.1 PKA-MAPK/ERK信号通路介导PGD2调节心房ANP分泌

5.2 PTK-MAPK/ERK信号通路参与PGD2调节心房ANP分泌

六 结论

参考文献

文献综述:心房钠尿肽和内皮素-1相互关系研究进展

致谢