低氧诱导NF-κB/DPP4活化导致肺动脉高压的分子机制及其对抗策略研究

The pathology of hypoxia-induced pulmonary hypertension (PH) is characterized as pulmonary vascular remodeling, and pulmonary artery smooth muscle cells (PASMCs) proliferation and abnormal repair process are important causes of pulmonary vascular remodeling. The existing PH targeted drugs cannot reverse pulmonary vascular remodeling, therefore, to explore the new molecular mechanism involved in pulmonary vascular remodeling and its corresponding new targeted drugs is currently a hot research field of PH. Preliminary study on mTORC1/NF-κB signaling pathway in hypoxia stimulated PASMCs found a new regulatory mechanism of NF-κB, whose transcriptional activity was enhanced by mTORC1 through phosphorylation of IKK alpha and IKK beta. Further investigation suggested that DPP4 (dipeptidyl peptidase-4, a cell surface serine protease) may be the new target gene of NF-κB. Preliminary study in PASMCs and hypoxia-induced pH rat model revealed the treatment efficacy on hypoxia-induced pH by inhibition of DPP-4. The next study of this project will focus on DPP4 protein in PASMCs, emphatically expound the upstream regulation of DPP4 expression by NF-κB and its downstream GLP-1 and ADA molecules and their correlation with pulmonary vascular remodeling, to establish DPP4 as a new drug target of PH.

低氧性肺动脉高压（PH）的病理特点为肺血管重构，而肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的过度增殖与异常修复是肺血管重构的重要原因。现有PH靶向药物难以逆转肺血管重构，因此，探讨导致肺血管重构新的分子机制和研发相应的新型靶向药物是目前PH领域的研究热点。前期研究围绕PASMCs中的mTORC1/NF-κB信号通路，发现低氧刺激下新的NF-κB调控机制，即mTORC1可通过磷酸化IKKα和IKKβ从而增强NF-κB的转录活性。进一步研究提示DPP4（二肽基肽酶-4，一种细胞表面的丝氨酸蛋白酶）可能是NF-κB新的靶基因；前期的PASMCs细胞水平研究和低氧PH大鼠模型研究均提示抑制DPP4对低氧PH有治疗作用。本课题下一步研究拟围绕PASMCs中DPP4蛋白，着重阐明其上游NF-κB对DPP4的表达调控，其下游分子GLP-1和ADA与PH肺血管重构的关系，明确DPP4作为PH新型药物靶点的可行性。

低氧性肺动脉高压（PH）的病理特点为肺血管重构，而肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的过度增殖与异常修复是肺血管重构的重要原因。现有PH靶向药物难以逆转肺血管重构，因此，探讨导致肺血管重构新的分子机制和研发相应的新型靶向药物是目前PH领域的研究热点。越来越多的证据表明，雷帕霉素复合物1（mTORC1）和 核因子κB（NF-κB）参与了HPH的发展。在这项研究中，我们探讨了在低氧条件下培养的PASMCs和低氧诱导的肺动脉高压（HPH）大鼠模型中mTORC1与 NF-κB和的表达关系。结果表明低氧促进了PASMCs的细胞迁移，mTORC1抑制剂雷帕霉素可以抑制其迁移，且呈剂量依赖性（5-20​​ nM）。在PASMC中，低氧激活mTORC1，进而促进NF-κB的磷酸化。细胞生物学方面，mTOR与IκB激酶（IKKs）相互作用，并通过免疫沉淀进行了验证。体外激酶测定 质谱表明，mTOR分别磷酸化了IKKα和IKKβ。抑制mTORC1可降低 磷酸化IKKα/β的水平，从而降低了NF-κB的磷酸化和转录活性。生物信息学研究 揭示二肽基肽酶-4（DPP4）是NF-κB的靶基因； DPP4抑制剂西他列汀（10-500μM）被有效抑制 低氧条件下PASMCs的细胞迁移。在HPH大鼠模型中，我们明确了给予西他列汀（1-5 mg / kg ig）对HPH的发生有预防作用。 总之，在PASMC中，mTORC1、NF-κB以及DPP4的表达增加，导致了血管重塑；而DPP4的抑制剂西他列汀，对形成HPH有预防作用。