TP受体介导的前列环素的血管收缩效应与肾血流的调控及其在高血压中的作用和分子机制

Endothelial PGI2 synthesis is generally considered to be vasodilatory. However, our results showed that endothelial COX-1-derived PGI2 evoked TP receptor-mediated vasoconstriction. On the basis of this together with our recent findings, we hypothesized that both TP and IP receptors are concomittantly involved in the control of vasomotor reaction mediated by the endothelial PGI2 synthesis, and the varied expression or functional presence of IP receptors is the major reason for the vasried vasoconstrictor or dilator effect evoked by endothelial COX-1 activation among different vascular beds. Moreover, our results suggest that endothelial PGI2 synthesis also evokes renal vasoconstriction. Given the commonness of endothelial dysfuction associated with hypertension and the critical role of renal vasculature in regulating systemic blood pressure, we further proposed that the vasoconstrictor effect of endothelial PGI2 synthesis could add to the renal endothelial dysfunction, and hence adversely affect the development of hypertension. Therefore, this project will use genetically altered mice，human vessels, and hypertensive mouse or rat models to substantaite our above hypotheses, and our results are expected to uncover novel mechanistic insights into endothelium-mediated regulation of vasomotor function and the pathophysiology of hypertension, which could provide new targeting information for the prevention or treatment of the disease.

目前，普遍认为内皮PGI2合成具有血管舒张作用。然而，我们研究结果显示：COX-1主导的内皮PGI2合成诱发TP受体介导的血管收缩。结合我们最新实验结果，申请人首次提出：TP与IP受体同时参与PGI2的血管收缩性调控，其中IP受体的功能或表达差异是内皮COX-1激活在不同血管诱发收缩或舒张效应的主要原因。而且，我们结果提示，内皮PGI2合成可诱发肾动脉血管收缩。由于高血压合并内皮功能失调，且肾动脉在血压调节中起着关键作用，我们进一步设想：内皮PGI2的血管收缩作用可加重肾动脉内皮功能失调，从而对高血压的发生与发展产生不利影响。因此，本项目将通过基因剔除小鼠、人体血管、及高血压模型验证以上假说，以确定内皮PGI2合成对血管收缩性能及肾血流的调控、及其在高血压病中的作用和机制。预期研究结果将为血管收缩性能的调控、以及高血压的病理生理机制提供新的理论及实验依据，从而为该病的防治提供新的靶点信息。

高血压病是危害人类健康的主要疾患。血管内皮环氧化酶（COX）介导的前列腺素合成在该疾病状况下血管功能调节异常的发生异常中起着重要作用。本课组在前一结题自然科学基金资助下发现，在正常血管内皮COX-1主导前列环素（PGI2）合成，后者在IP受体低表达的血管可激活TP受体诱发血管收缩。因此，本项目主要通过基因剔除小鼠、高血压模型研究内皮PGI2合成对血管收缩性能及肾血流的调控、及其在高血压病中的作用和机制。在进行本项目研究中，我们得到以下重要新发现：1）在一些重要血管如小鼠肾动脉，由于TP受体高表达导致PGI2诱发强烈的血管收缩作用；2）在高血压（自发性高血压大鼠，SHR；肾性高血压小鼠，2K-1C小鼠），糖尿病及动脉粥样硬化等血管疾病疾病模型，COX-1亦是血管内皮PGI2合成的主要酶系，且我们还发现在某些疾病状况下COX-1合成PGI2增加导致某些重要血管如自发性高血压大鼠肾动脉内皮依赖性血管收缩活动增强，3）通过高血压模型（SHR，2K-1C小鼠，糖尿病高血压小鼠模型）发现，非选择性COX抑制或COX-1基因敲除能减轻或延缓高血压及合并症如心肌肥厚、肾脏病变的发生发展， 4) 通过TP受体敲基因小鼠的研究不但证实TP受体介导PGI2的血管收缩作用，还发现PGI2可激活E型前列腺素受体第三亚型（EP-3)， 后者与TP受体一同参与PGI2的血管收缩作用。. 以上结果共发表SCI论文7篇，不但对疾病状况下内皮PGI2合成通过TP介导的对血管功能调控提出了新的观点和看法（Luo et al and Zhou: The endothelial cyclooxygenase pathway: Insights from mouse arteries.，Eur J Pharmacol. 2016，780:148-58），还提示另外一前列腺素受体EP3亦参与PGI2对血管的调控，后者需进一步研究以完全明确内皮COX代谢通路对疾病发生发展的影响和分子机制。本项目毕业硕士研究生4人，博士毕业生2人。