ras基因沉默的内皮祖细胞移植对射血分数正常心衰大鼠舒张功能的影响及其机制研究

Genetically modified endothelial progenitor cells (EPCs) transplantation play a vital role on the treatment of heart failure with preserved ejection fraction(HFpEF). It was noticed in our previous work(Cell Physiol Biochem 2013) that Ras was activated in the heart and abdominal aortic tissue in HFpEF rat induced by pressure overload. In addition, in preliminary study, we observed that Ras was activated in circulating EPCs in HFpEF rat induced by pressure overload, while the role on HFpEF is still unclear. As Ras is in the center of many signal pathways associated with cardiovascular diseases, we are about to carry out the research on the effect and mechanism of ras silencing endothelial progenitor cell transplantation to HFpEF. The contents of this project mainly consist of the following sections. First, we are going to investigate changes and mechanism of the angiogenesis ability in circulating EPCs separated from HFpEF rat induced by pressure overload. And then, the effect and mechanism of ras silencing endothelial progenitor cell transplantation to HFpEF are going to be explored. The theory basis of optimizing EPCs transplantation to HFpEF treatment will be enriched if this research is accomplished.

基因修饰的内皮祖细胞（EPCs）移植已成为治疗射血分数正常心衰(HFpEF)的重要策略。在前期的工作中（Cell Physiol Biochem 2013），我们发现压力超负荷诱导的HFpEF大鼠心肌及腹主动脉组织Ras活性增强。同时，在预实验中，我们发现压力超负荷诱导的HFpEF大鼠循环血EPCs中Ras活性也增强，但其在HFpEF的作用仍未被研究。基于Ras处于许多心血管疾病信号通路的中心位置，我们拟深入探讨ras基因沉默的EPCs移植对压力超负荷诱导的HFpEF大鼠左室舒张功能的影响及其机制，主要内容包括(1)明确压力超负荷诱导的HFpEF大鼠循环血EPCs血管新生能力的变化及机制；（2）ras基因沉默的EPCs移植对压力超负荷诱导HFpEF大鼠左室舒张功能的影响及机制。本项目的完成将为优化EPCs移植治疗HFpEF提供理论基础。

射血分数保留型心衰(HFpEF)是左室舒张功能受损但收缩功能正常的心衰。HFpEF 的发病率和住院率与射血分数降低心衰(HFrEF)相当，约占总心衰人数的 40%。随着现代心衰治疗措施的进展,过去 20 年，HFrEF 预后得到了很大的提高，但 HFpEF 预后仍然很差。部分研究发现他汀可改善HFpEF患者预后。 研究提示 HFpEF 患者由于心肌微血管功能障碍而引起心肌缺血缺氧。 很多危险因素可导致 HFpEF，其中高血压是引起左室舒张功能障碍的主要原因之一。 我们通过大鼠腹主动脉缩窄建立压力超负荷诱导的HFpEF，腹主动脉缩窄大鼠予阿托伐他汀灌胃为他汀组，研究分为假手术组、模型组、他汀组。与假手术组比较，模型组心肌毛细血管及微小动脉减少，心肌及腹主动脉内凋亡细胞增多，增殖细胞减少，心肌组织Notch1、Notch3表达降低，Notch4表达升高，而Notch2无明显差异；与模型组比较，他汀组心肌毛细血管及微小动脉增多，心肌及腹主动脉内凋亡细胞减少，增殖细胞增多，外周血内皮祖细胞增多，心肌组织Notch1表达升高，Notch4表达降低，而Notch2、Notch3表达无明显差异。他汀为甲羟戊酸途径限速酶-羟甲基戊二酰辅酶 A（HMG-CoA）还原酶抑制剂，我们前期研究发现，压力超负荷诱导的HFpEF大鼠心肌Ras蛋白活性增强，Ras 蛋白的活化需要甲羟戊酸途径下游法尼基转移酶（FTase）的法尼基化，为进一步研究其机制，我们予腹主动脉缩窄大鼠皮下注射法尼基转移酶抑制剂（FTI276），以 300μg/kg/隔日 持续注射 8 周，同时设置假手术组及手术组，我们发现，手术组较假手术组收缩压与舒张压明显升高，左心室重量及左心室指数（LVW/BW）增加，左心室舒张末压（LVEDP）升高，差异均有统计学意义。FTI组较手术组血压无降低，但左心室重量及左心室指数均减少，差异均有统计学意义。通过以上研究提示，大鼠左室舒张功能障碍与心肌微血管功能密切相关，甲羟戊酸途径及Notch蛋白参与微血管功能调节，他汀通过甲羟戊酸途径相关酶及Notch蛋白来调节微血管功能，另外，他汀还可调节外周血EPCs数量，这也许是他汀能改善HFpEF患者预后的可能机制。