磷酸肌醇3-激酶调控缺氧诱导因子1α对大鼠缺氧性肺动脉高压的作用

摘要

目的:观察缺氧性肺动脉高压(HPH)大鼠肺组织中蛋白激酶B(AKT))和缺氧诱导因子1α(HIF-1α)以及血管内皮生长因子(VEGF)的表达,探讨磷酸肌醇3-激酶(PI3K)通路与HIF-1α和VEGF的关系及其在HPH发病中的可能机制.方法:40只成年雄性Wistar大鼠随机分成对照组、低氧3、7、14和21 d组,每组8只,测各组大鼠平均肺动脉压(mPAP)、右室肥大指数(RVHI)、血管形态学指标Western印迹检测磷酸化AKT(P-AKT);原位杂交和免疫组化检测HIF-1α的表达.免疫组化检测P-AKT和VEGF水平.结果:①低氧7 d起大鼠mPAP、管壁厚度与血管外径比值及管壁面积与血管面积比值分别为(23.53 ±1.78)mmHg, (45.5±3.1)%和(54.7±3.2)%,与对照组[(16.15±1.97)mmHg、(36.8±2.5)%、(63.2±2.5)%]比较差异显著(P＜0.05),低氧14 d起稳定于高水平;低氧14 d RVHI为(26.5±2.9)%,与对照组[(22.9±2.2)%]比较差异也显著(P＜0.05).②p-AKT蛋白在对照组表达不明显,缺氧3 d后表达上升,与对照组比较差异显著(P＜0.05),且在缺氧3 d、7 d、14 d、21 d组肺小动脉内膜、中膜表达均为阳性.③HIF-1α蛋白对照组表达不明显,缺氧3 d、7 d、14 d、21 d组肺血管内膜均为阳性,肺血管中膜,缺氧3 d组表达开始升高(0.209±0.009),与对照组比较差异显著(P＜0.05),缺氧7 d达高峰(0.232±0.008,P＜0.05),14 d和21 d下降;HIF-1α mRNA在对照组肺动脉血管壁内表达弱阳性,缺氧3 d和7 d肺血管中表达无明显变化,与对照组比较差异无显著(P＞0.05).缺氧14 d后表达增高(0.305±0.104, P＜0.05),并持续维持于高水平.VEGF蛋白水平在低氧7 d显著高于对照组(0.188±0.018, P＜0.05),14 d达高峰(0.238±0.017, P＜0.05).相关分析表明mPAP与肺血管重塑呈正相关(r=0.983, P＜0.01).在肺小血管内膜: P-AKT与 HIF-1α蛋白呈正相关(r=0.883, P＜0.01), HIF-1α与VEGF蛋白呈正相关(r=0.897, P＜0.01).结论:磷酸化AKT与HIF-1α和VEGF均在大鼠HPH的发病机制中发挥作用.磷酸化AKT可能通过使HIF-1α蛋白表达增加的方式上调HIF-1α,进而上调下游目标基因VEGF,导致HPH的发生和发展.