HIF-lα對缺氧誘導(dǎo)ANP分泌的影響.pdf

1、心臟不僅是推動(dòng)血液流動(dòng)的動(dòng)力器官，同時(shí)也是生成和分泌鈉尿肽激素的內(nèi)分泌器官。鈉尿肽激素以鈉尿肽家族（family of natriuretic peptides，NPs）的形式存在于人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)，其成員有心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP）、腦鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）、C-型鈉尿肽（C-type natriuretic peptide，CNP）和D-型鈉

2、尿肽（dendroaspis natriuretic peptide，DNP）。此類激素主要有排鈉利尿、參與機(jī)體水鹽平衡和調(diào)節(jié)血壓等生物學(xué)作用，對維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)具有重要的作用。
　　ANP是由心房肌細(xì)胞合成和分泌的鈉尿肽家族中最先發(fā)現(xiàn)的肽類激素，它與機(jī)體各組織、器官，如心臟、血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、淋巴組織、生殖器官及腎臟組織等存在的鈉尿肽受體（natriuretic peptide receptor，NPR）結(jié)合，從而發(fā)揮相應(yīng)的

3、作用，如舒張血管、降低血壓、利鈉利尿、抑制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)免疫和保護(hù)細(xì)胞以及參與脂質(zhì)代謝等。研究發(fā)現(xiàn)，物理、體液和神經(jīng)因素等均能影響 ANP的分泌，如心房肌細(xì)胞受到牽拉刺激（比如靜脈血容量突然增加）、心房膨脹或內(nèi)壓升高、缺血缺氧、細(xì)胞內(nèi)高滲透壓、細(xì)胞外 K+和 Na+離子濃度的改變均能刺激ANP的分泌，內(nèi)皮素、血管緊張素Ⅱ、糖皮質(zhì)激素等體液因素也能影響ANP的釋放。靜脈注射抗利尿激素、前列腺素、酚妥拉明和血管緊張素Ⅱ等均可使血漿ANP濃度

4、升高。反之，一氧化氮可抑制心房ANP的分泌。另外，腎上腺素能、膽堿能以及肽能受體對 ANP分泌也有調(diào)節(jié)作用。其中以心房肌細(xì)胞的牽張（stretch）刺激被認(rèn)為是調(diào)節(jié)ANP分泌的最關(guān)鍵性因素。
　　早在1986年有研究報(bào)道，缺血缺氧是心房肌細(xì)胞分泌ANP的最有效因素之一，之后在體和離體實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了這一觀點(diǎn)。雖然發(fā)現(xiàn) ANP不久就證實(shí)缺氧可顯著增加 ANP的分泌，但其作用機(jī)制目前尚不清楚，故此領(lǐng)域的研究成為國內(nèi)外熱門焦點(diǎn)。
　　

5、缺氧（hypoxia）是一種組織氧供應(yīng)不足或利用氧障礙時(shí)，導(dǎo)致組織的代謝、功能等發(fā)生異常變化的病理過程。缺氧時(shí)缺氧誘導(dǎo)因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）是維持內(nèi)環(huán)境氧平衡的核心調(diào)控因子，它可調(diào)控一系列缺氧相關(guān)基因的表達(dá)，在傳遞缺氧信號的過程中發(fā)揮重要作用。通過其轉(zhuǎn)錄激活作用參與對低氧反應(yīng)元件的調(diào)控，使機(jī)體對低氧刺激做出復(fù)雜的病理生理反應(yīng)。HIF-1是由 Semenza為首的課題組在低氧誘導(dǎo)的細(xì)胞

6、核提取物中發(fā)現(xiàn)的，是一個(gè)包含HIF-lα及HIF-lβ兩個(gè)亞基的異源二聚體。HIF-lα亞基的活性及其表達(dá)可決定HIF-1的生理活性。細(xì)胞內(nèi)氧濃度決定 HIF-lα的活性及其表達(dá)。有研究報(bào)道，HIF-1α在心肌缺血缺氧時(shí)可增強(qiáng) ANP的基因轉(zhuǎn)錄和啟動(dòng) ANP分泌的基因，從而增加ANP的分泌。
　　內(nèi)皮素（endothelin，ET）是1988年Yanagisawa等在豬的主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中提取的由21個(gè)氨基酸構(gòu)成的血管活性多肽。它具

7、有強(qiáng)縮血管、調(diào)節(jié)局部血流量和維持穩(wěn)態(tài)等的重要作用。目前基因克隆證實(shí)，人類的ET有三個(gè)異構(gòu)體，即ET-1、ET-2、ET-3。其中ET-1的縮血管作用最強(qiáng)且持久，而且是促進(jìn)ANP分泌的強(qiáng)烈刺激物。ET-1與ET的A型（ETA）或B型（ETB）受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。眾多研究發(fā)現(xiàn)，缺氧可強(qiáng)烈刺激內(nèi)皮及心肌細(xì)胞ET-1的分泌，而ET-1的表達(dá)又可增加HIF-1的轉(zhuǎn)錄。Whitman等研究發(fā)現(xiàn)，缺氧或常氧條件下，HIF-1的過度表達(dá)可促進(jìn) E

8、T-1的表達(dá)和分泌。另外，大量研究發(fā)現(xiàn)多種細(xì)胞因子和生長因子，如表皮生長因子（Epidermal Growth Factor，EGF）、胰島素樣生長因子（Insulin-Like Growth Factor，IGF）1和2等都能在常氧條件下誘導(dǎo)HIF-lα的表達(dá)，增強(qiáng)DNA結(jié)合活性及促進(jìn)下游基因的表達(dá)。這些細(xì)胞因子能與相應(yīng)的酪氨酸激酶受體結(jié)合，從而激活磷酸肌醇-3-激酶（Phospha-tidylinositol-3-kinase，PI

9、3K）、絲-蘇氨酸蛋白激酶（Protein-serine-threonine kinases，Akt）信號通路，這些信號通路通過誘導(dǎo)HIF-l的合成途徑調(diào)控HIF-1α的活性。然而PI3K信號傳導(dǎo)通路調(diào)控HIF-1α活性與缺氧誘導(dǎo)ANP分泌的相互關(guān)系不甚明了。
　　因此，本實(shí)驗(yàn)利用家兔離體搏動(dòng)的心房灌流裝置，制備急性缺氧模型，觀察和探討HIF-1α及其靶基因ET-1對缺氧誘導(dǎo)ANP分泌的作用，為研究ANP分泌機(jī)制及其功能和臨床診治

10、相應(yīng)心血管疾病提供必要的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本項(xiàng)研究結(jié)果如下：
　　1.與對照循環(huán)相比，急性缺氧明顯促進(jìn)心房ANP和ET-1分泌（P<0.001）的同時(shí)顯著抑制心房搏動(dòng)壓（P<0.001）和搏出量（P<0.001）。
　　2.與單純?nèi)毖跸啾龋幚鞥T的兩種受體阻斷劑BQ123或BQ788（均0.3μmol/L），明顯減緩缺氧促進(jìn)心房釋放ANP的效應(yīng)（均P<0.001）；BQ123+BQ788進(jìn)一步減緩缺氧促進(jìn)ANP分

11、泌的效應(yīng)（P<0.001）。
　　3.與單純?nèi)毖醣容^，預(yù)處理PI3K信號傳導(dǎo)通路抑制劑LY294002（3.0μmol/L）可顯著減緩缺氧誘導(dǎo)ANP（P<0.001）和ET-1（P<0.01）的分泌效應(yīng)。
　　4.處理LY294002+BQ123+BQ788與單純?nèi)毖跸啾?，明顯抑制缺氧促進(jìn)心房釋放ANP的程度（P<0.001）；與處理單純 BQ123（或 BQ788）相比，顯著減緩缺氧促進(jìn)心房 ANP分泌的效應(yīng)（均 P<0.

12、001）；與處理 LY294002或 BQ123+BQ788相比，其減緩程度更加明顯（均P<0.001）。
　　5. HIF-lα阻斷劑Rotenone（50.0μmol/L）可完全阻斷缺氧促進(jìn)心房ANP分泌的效應(yīng)（P<0.001）。
　　本研究結(jié)果提示：
　　1.急性缺氧時(shí)HIF-lα直接參與調(diào)控心房ANP的分泌，其中PI3K起著重要的調(diào)節(jié)作用；
　　2.急性缺氧時(shí)，內(nèi)源性ET-1部分地參與調(diào)節(jié)缺氧誘導(dǎo)ANP分