p53信号通路调控异常在肺动脉高压发病中的机制研究

Pulmonary hypertension (PH) is a disease with high morbidity and mortality. The major pathological feature of PH is pulmonary arterial remodeling, but the mechanism under this still remain unknown. According to our previous research, we found down-regulated P53 expression contributes greatly to PH. However, how P53 regulate the proliferation of remains unclear. In this study, by using transgenic mice, cell molecular biology and pathophysiological technology, we aim to detect:1)the distribution of P53 in PASMC、PAEC and PAF;2) how HIF-1α、p19ARF and LRP regulate the expression and activity of P53;3)the effect of P53 on the proliferation and apoptosis of PASMCs、PAEC and PAF.

肺动脉高压发病率和死亡率高，其主要病理特征为肺动脉重构，但机制不完全清楚，缺乏确切有效的防治药物。申请人前期研究发现低氧性肺动脉高压（HPH）的发病与肺组织中p53表达水平降低有关，但慢性低氧时p53信号通路调控异常的分子机制及其在HPH疾病发生发展中的作用尚不清楚。本研究将应用p53等多种转基因小鼠模型、细胞分子生物学及病理生理学技术，详细阐明在慢性低氧状态下：1）p53在肺动脉平滑肌细胞（PASMC）、内皮细胞（PAEC）和成纤维细胞（PAF）中的分布变化；2）低氧诱导因子-1α（HIF-1α）、p19ARF、鼠双微体（MDM2）、肺抵抗蛋白（LRP）、组成型光形态发生（Cop）1蛋白对p53的调节作用；3）在HPH发病过程中，p53表达异常对PASMC、PAEC和PAF细胞增殖、凋亡和功能的影响。

p53是调节多种基因表达的转录因子，与细胞周期调控、细胞凋亡和衰老等过程密切相关。我们研究发现肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）和肺动脉内皮细胞（PAECs）中HIF-1α/2α表达存在细胞特异性调控。进一步研究发现缺氧和野百合碱诱导的肺动脉高压大鼠模型（MCT-PH）中，p53在PAECs中表达增加，但在PASMCs中显著降低。而PAECs中p53的上调伴随显著的细胞凋亡，而PASMCs中p53的下降与细胞增殖密切相关。此外，与健康对照来源的PASMCs相比，特发性肺动脉高压（IPAH）患者分离的PASMCs伴随p53的显著下调。在原代培养的PASMCs中，低氧通过上调HIF-1α抑制p53的表达，继而上调TRPC蛋白的表达，导致钙池操纵性钙内流（SOCE），促进细胞内游离钙离子浓度（[Ca2+]i）的增加和细胞增殖；而在原代培养的PAECs中，低氧通过上调HIF-2α激活p53的表达，促进细胞的过度凋亡。我们研究表明：PASMCs和PAECs中，p53和HIF-1α/2α的细胞特异性调控机制与肺动脉高压肺的发生发展密切相关。因此，通过HIF-2α抑制剂特异性地阻断内皮细胞p53的上调而保留平滑肌细胞中p53的抗增殖作用可能是一种更加精准、高效的治疗策略。我们系统比较单独应用p53激动剂Nutlin3a或HIF-2α抑制剂PT2385，以及联合应用 PT2385+Nutlin3a对经典的sugen/低氧肺动脉高压大鼠模型的治疗效果。结果显示联合治疗表现出更好的疗效，特别是对肺血管内皮的保护作用，克服了单一治疗的不足：1) Nutlin3a诱导的内皮p53进一步加剧缺氧诱导的 PAECs凋亡; 2) HIF-2α抑制剂PT2385主要抑制内皮细胞凋亡但缺乏直接的平滑肌细胞靶向作用。因此，联合治疗通过精确调节PASMCs和PAECs中的p53和HIF-2α，是一种更加精准、特异的肺动脉高压治疗策略。在本项目的支持下，共发表SCI论文19篇，中文核心期刊8篇，申请国家实用专利4项，获奖2项，培养博士后3名、博士生11名、硕士生23名，引进人才6名，培养青年人才5名。