自发性高血压大鼠心、脑、肾和肠系膜微动脉缝隙连接特性的比较研究

Elevated vascular tone contributes to the pathogenesis of hypertension, gap junction is the structural basis of vascular synchronous contraction, and also is the site directly damaged by hypertension, but the role of arteriolar gap junctions in the pathogenesis of hypertension is unclear. This project is to be applied whole cell patch clamp, dual microelectrodes recorded, western-blot, real-time PCR, ELISA, immunofluorescence, flow cytometry and pressure myograph system to study the normal and spontaneously hypertensive rat heart, brain, kidney and mesenteric arteriole: 1)wall thickening and target organ damage; 2)connexin expression, phosphorylation and cellular localization; 3)the electrophysiological properties of gap junction; 4) the effect of gap junction on smooth muscle cell proliferation; 5) the effect of gap junction on vasomotor movement; 6)and the second messenger changes of protein phosphorylation. This topic is intended to clarify the role of arteriolar gap junctions in the pathogenesis of hypertension. This study will provide a theoretical basis for the clinical treatment of hypertension, and also help us to better understand the normal and pathological conditions of the similarities and differences between the vital organs arterioles.

血管紧张度增加是高血压发病的关键，血管细胞间缝隙连接是血管同步收缩结构基础也是高血压损害部位，而微动脉细胞间缝隙连接在高血压中的作用尚不清楚。本课题拟应用微动脉段全细胞膜片钳、双微电极细胞内记录、Western-blot、Real-time PCR、ELISA、免疫荧光、流式细胞仪以及压力肌动图测血管直径等技术比较研究正常和自发性高血压大鼠不同时期心、脑、肾和肠系膜微动脉动脉壁增厚、官腔狭窄以及靶器官损伤，连接蛋白表达、磷酸化水平及细胞定位，缝隙连接电生理学特性，缝隙连接在平滑肌细胞增殖中的作用，缝隙连接在血管舒缩运动中的作用，以及影响连接蛋白磷酸化的第二信使变化。本课题拟通过以上研究阐明微动脉缝隙连接的异常改变对高血压的影响，为临床治疗高血压提供理论基础，也有助于更好的了解正常和病理情况下重要脏器微动脉间的差异。

血管紧张度增加是高血压发病的关键，血管细胞间缝隙连接是血管同步收缩结构基础也是高血压损害部位，而微动脉细胞间缝隙连接在高血压发病中的作用尚不清楚。本课题拟应用微动脉段全细胞膜片钳、双微电极细胞内记录、Western-blot、Real-time PCR、免疫荧光、流式细胞仪以及压力肌动图测血管直径等技术比较研究正常和自发性高血压大鼠不同时期心、脑、肾和肠系膜微动脉动脉壁增厚、官腔狭窄以及靶器官损伤，连接蛋白表达、磷酸化水平及细胞定位，缝隙连接电生理学特性，缝隙连接在平滑肌细胞增殖中的作用，缝隙连接在血管舒缩运动中的作用。结果发现SHR的体重较正常血压大鼠轻（P<0.01），血压较正常血压大鼠高（P<0.01）。微动脉段全细胞膜片钳记录技术发现SHR肠系膜动脉、脑动脉平滑肌细胞Cinput和Ginput值都明显高于正常血压大鼠，结果提示SHR肠系膜动脉、脑动脉平滑肌细胞间缝隙连接通讯能力增强。研究还发现SHR肠系膜微动脉、脑动脉段上KCl和PE引起的收缩幅度显著高于正常血压大鼠，预灌流缝隙连接阻断剂2-APB(100 μmol/L)后血管收缩幅度均显著降低，其中在SHR降低幅度较正常血压大鼠更加显著（P<0.05）。应用定量RT-PCR和免疫印迹分析检测连接蛋白（connexin，Cx）43和Cx45的mRNA和蛋白的表达水平。结果发现Cx45的蛋白和mRNA表达量在SHR的表达明显高于正常血压大鼠（P<0.05）。Cx43的蛋白表达在SHR和正常血压大鼠间无统计学差异，但其磷酸化水平在SHR的表达明显高于正常血压大鼠（P<0.05）。此外，扫描电镜显示在SHR肠系膜微动脉段平滑肌细胞间缝隙连接的数量较正常血压大鼠增多。总的来说，上述研究结果提示SHR可能通过上调平滑肌细胞上Cx45 的表达以及Cx43的磷酸化水平，增强肠系膜动脉、脑动脉平滑肌细胞间缝隙连接通讯，保证血管的同步收缩。