Pulmonary hypertension (PH) is a highly risky cardiopulmonary syndrome with complicated disease mechanisms and poor prognosis. So far, the existed therapy against PH can only minimize the disease phenotypes, however, cannot cure the disease from the molecular basis. Recent studies from our and others’ labs have both shown that the Thiazolidinediones (TZDs) class agonists (Rosiglitazone and Pioglitazone) of peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) have achieved breakthrough progression in the treatment of experimental PH animal models, by normalizing the excessive thickening and remodeling of pulmonary arterial smooth muscle and the proliferation of pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMCs). We further reported that PPARγ activation can inhibit the hypoxia-induced expression of Caveolin-1 by promoting its protein degradation, thus affects the intracellular calcium homeostasis and inhibits the PASMCs proliferation. Therefore, based on previous research, in this study, by comprehensively use of transgenic knockout mice models (e.g. Caveolin-1), molecular and cell biology strategies, we will continue to determine the detail molecular mechanisms how PPARγ activation promotes Caveolin-1 protein degradation. Our research mainly focuses on three specific aims: 1) Determine the role of PPARγ activation on the formation, distribution and plasma localization of caveolae in PASMCs; 2) Determine the detail molecular mechanisms how PPARγ activation promotes Caveolin-1 protein degradation through lysosome system; and 3) Explore the role of Caveolin-1 in PPARγ agonist-mediated protection of experimental PH in animal models.
肺动脉高压(PH)是一种进展迅速、致死率高的心肺血管综合征。由于致病机制不明,目前的治疗药物无法从根本上治愈疾病。近年来,噻唑烷二酮类过氧化物酶增殖物激活受体γ(PPARγ)激动剂(如罗格列酮和吡格列酮)为PH的临床治疗带来新的希望。我们和其他课题组的研究发现,罗格列酮和吡格列酮对低氧性PH动物模型具有良好的治疗效果,可显著抑制PH伴随的肺动脉平滑肌异常增生与重塑。我们的研究进一步发现,PPARγ活化促进小窝蛋白Caveolin-1的蛋白降解是抑制低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖的重要基础,然而其分子机制尚不明确。因此,在本研究中,我们将在前期研究基础上,进一步系统研究PPARγ活化促进Caveolin-1蛋白经由溶酶体降解的分子机制。该研究将丰富我们对于PPARγ激动剂作用靶点的认识,并为更好的评价该类药物治疗肺动脉高压的潜力提供重要的理论依据。
本项目围绕PPARγ活化治疗肺动脉高压的作用机制进行研究,在前期研究基础上进一步探索肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)中PPARγ活化对于小窝蛋白Caveolin-1表达的调控。我们的结果显示:PPARγ活化可显著抑制大鼠原代PASMCs中Caveolin-1蛋白水平的表达而不影响其转录水平的表达。进一步的研究发现,特异性激动剂介导的PPARγ活化可显著缩短Caveolin-1蛋白的半衰期,并促进Caveolin-1蛋白的单泛素化标记。而移除PPARγ激动剂可显著恢复该作用,说明PPARγ活化可通过一种可逆的方式促进Caveolin-1蛋白经由溶酶体途径的降解。PPARγ激动剂吡格列酮(Pioglitazone)显著抑制肺动脉高压疾病进程。通过应用两种经典的肺动脉高压大鼠模型,低氧诱导的肺动脉高压大鼠模型(HPH)和Sugen/低氧诱导的肺动脉高压大鼠模型(SuHx-PH),我们发现PPARγ激动剂吡格列酮(Pioglitazone)可显著抑制肺动脉高压疾病进程。机制上,吡格列酮处理可显著抑制大鼠肺组织中Caveolin-1和TRPV4的表达,进而抑制5-HT诱导的PASMCs中钙离子升高和离体肺动脉环收缩,进而抑制肺动脉高压伴随的肺血管重塑。此外,我们发现PPARγ激动剂可显著改变肺动脉高压模型大鼠的肠道菌群组成及血浆代谢组的特异性改变,提示其可能通过诱导特异的“肠-肺轴”机制调节肺动脉高压伴随的心肺血管改变,值得我们进一步挖掘和探索。本研究为PPARγ激动剂治疗肺动脉高压提供了新机制、新靶点和新思路。资助期间以第一或通讯作者(含并列)共发表SCI论文10篇,其中影响因子大于5的论文7篇。本项目实施过程中协助课题组培养博士研究生2名,硕士研究生7名。
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数据更新时间:2023-05-31
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