阿托伐他汀对自发性高血压大鼠细胞色素P450表氧化酶2C11和羟化酶4A1基因表达及血压的影响

论文摘要

实验背景高血压是严重威胁人类健康的心血管疾病之一，它是许多疾病发病和致死的主要危险因素，如心、脑血管病和肾脏病等。因此，对高血压病及其并发症的防治具有重要的临床意义。高血压病是遗传与环境因素共同作用的结果，当二者作用累积到一定程度，最终导致基因表达异常及病理性血压升高。然而对于绝大多数高血压患者，其血压升高的分子生物学机制仍不十分明确。细胞色素P450基因超家族编码形成的一群酶蛋白CYP450s（cytochrome P450s）在药物代谢等方面起重要作用，而花生四烯酸（arachidonic acid，AA）经P450酶途径的代谢产物对心血管系统的影响近年来日益受到重视。血管内皮和平滑肌细胞、心肌及肾脏组织中富含细胞色素P450表氧化酶2C11（cytochrome P450 epoxygenase 2C11，CYP2C11）和羟化酶4A1（cytochrome P450 hydroaylase 4A1，CYP4A1），它们代谢花生四烯酸分别产生四种表氧化二十碳三烯酸（epoxyeicosatrienoic acids，EETs）和20-羟基二十碳四烯酸（20-hydroxyeicosatetraenoic acid，20-HETE），在调节血管张力和高血压的发展中具有重要作用。EETs由血管内皮细胞产生，是一种内皮衍生性超极化因子（endothelium derived hyperpolarizing factor，EDHF），主要是通过激活钙离子敏感的钾通道(Ca2+-sensitive potassium channel，Kca)，使内皮下的平滑肌细胞发生超级化反应而产生扩血管效应；在体内EETs主要转化为二氢二十碳三烯酸（dihydroxyeicosatrienoic acids，DHETs），且后者同样也具有舒张血管的效应；20-HETE由血管平滑肌细胞产生，通过抑制Kca，使细胞去极化进而升高[Ca2+i]，导致平滑肌张力增加，具有收缩血管促进高血压的作用。他汀类药物非调脂作用机制的研究提示：阿托伐他汀（atorvastation，ATV）在血压调节过程中起一定作用，因此，我们设想，其机制可能涉及CYP酶代谢途径，有可能通过上调CYP2C11基因表达导致EETs增加；和／或下调CYP4A1基因表达导致20-HETE减少，从而改善血压升高过程中血管收缩因子和血管舒张因子间的失衡状态，以利于保持血压的平稳。自发性高血压大鼠（spontaneously hypertensive rats，SHR）长期压力超负荷对心肌细胞、血管内皮细胞等的作用在许多方面与人类高血压病相似，对SHR血压调节机制及其防治的研究，必将为人类高血压调节机制及其临床防治措施提供有意的实验依据。实验目的本实验以SHR为实验模型、阿托伐他汀为处理因素，观察不同剂量阿托伐他汀对SHR心脏、肝脏、肾脏及主动脉组织中CYP2C11和CYP4A1基因表达的影响，并检测大鼠尿液中14,15-DHETs含量、计算LVWI、观察肾脏形态学变化，以探讨阿托伐他汀影响血压的可能机制。实验方法选择8周龄健康雄性SHR 18只，体重180～200 g以及同周龄和体重的雄性Wistar-Kyoto（WKY）大鼠6只。SHR随机分为SHR对照组、阿托伐他汀50 mg组(HATV组，50 mg·kg-1·d-1)和阿托伐他汀10 mg组(LATV组，10mg·kg-1·d-1)，每组6只。6只WKY为正常血压对照组。阿托伐他汀充分研碎，用1ml生理盐水混匀，于每日上午灌胃给药，SHR对照组及WKY正常对照组每日同时用等体积生理盐水灌胃，每日1次，连续给药10周。分别于给药前和给药后每2周测量大鼠尾动脉收缩压（systolic blood pressure，SBP）；给药10周后，所有大鼠用戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后，抽取动脉血约2ml，分别测定血清总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三脂（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量；沿室间隔分离左心室（包括室间隔），计算左心室湿重与体重的比值即左心室重量指数（left ventricle weight index，LVWI）；将大鼠的肾脏用10％的甲醛固定后，石蜡包埋，切片经HE染色观察其形态结构变化；取心肌、肝脏、肾脏和主动脉组织放入液氮冷冻后立即转至-70℃冰箱保存，RT-PCR和Western blot法分别检测组织中CYP2C11和CYP4A1 mRNA和蛋白质表达；ELISA方法检测尿液中14,15-DHETs含量。采用SPSS 11.5软件包进行统计学分析，计量资料以均数±标准差（（?）±s）表示，统计指标均进行正态性及方差齐性检验，正态分布数据多组间比较采用One-Way ANOVA分析。P＜0.05为统计学显著性意义。实验结果在实验观察期间，我们发现：（一）予生理盐水灌胃的SHR对照组与WKY正常对照组相比较：（1）收缩压水平在SHR对照组逐周上升，而WKY正常对照组无显著性变化。（2） SHR对照组大鼠LVWI与WKY正常对照组相比显著增高。（3）与WKY正常对照组大鼠相比，SHR对照组大鼠心肌、肾脏及主动脉组织中CYP2C11的mRNA与蛋白表达明显上升。（4）与WKY正常对照组大鼠相比，SHR对照组大鼠心肌、肾脏及主动脉组织中CYP4A1的mRNA与蛋白表达明显上升。（5） SHR对照组大鼠尿液中14,15-DHETs含量显著高于WKY正常对照组。（6） SHR对照组大鼠血脂的各项指标：TC、TG、LDL-C以及HDL-C的水平均明显降低。（7）与WKY正常对照组相比，SHR对照组大鼠肾小球囊腔扩大，毛细血管袢皱缩；肾小动脉管壁增厚，管腔狭窄。（二）同期给予阿托伐他汀灌胃的HATV组和LATV组与上述2组相比较：（1） HATV组在给药后第6、8和10周和LATV组在给药后第10周收缩压水平明显低于同一时段SHR对照组，但仍高于WKY正常对照组；HATV组在给药后第8和10周收缩压水平明显低于同一时段LATV组。（2） HATV组LVWI明显低于SHR对照组，但仍未能达到WKY正常对照组的程度；LATV组LVWI改善不明显。（3） CYP2C11 mRNA的表达量在HATV组的各组织中和LATV组的心肌中明显高于SHR对照组；CYP2C11蛋白的表达量在HATV组的各组织中和LATV组的心肌、肾脏和主动脉组织中明显高于SHR对照组；用药2组间CYP2C11的表达量在肾脏中有明显差别。（4） CYP4A1 mRNA的表达量在HATV组的心肌、肾脏、主动脉组织中和LATV组的肾脏、主动脉组织中明显低于SHR对照组；CYP4A1蛋白的表达量在HATV组的肾脏、主动脉组织中和LATV组的肾脏中明显低于SHR对照组；而且用药2组之间CYP4A1的表达量在肾脏中有明显差别。（5）与SHR对照组相比，仅HATV组大鼠尿液中14,15-DHETs含量显著升高。（6） HATV组TC、TG及LDL-C水平明显低于SHR对照组；而LATV组仅LDL-C水平明显低于SHR对照组；SHR各组的HDL-C含量无明显差异。（7）与SHR对照组相比，HATV组大鼠肾脏形态学变化有所改善，肾小球毛细血管袢轻度皱缩；肾小动脉内膜轻度增厚。而LATV组改善不明显，肾小球毛细血管袢节段性皱缩；肾小动脉内膜增厚、管腔狭窄仍较明显。实验结论（一）阿托伐他汀不仅能够有效降低血脂水平，还能有效阻止SHR血压的进一步升高；并在一定范围内，大剂量阿托伐他汀对血压的调节优于小剂量阿托伐他汀。（二）阿托伐他汀可上调SHR心肌、肾脏和主动脉组织中CYP2C11基因的表达，并增加14,15-DHETs的生成；同时下调SHR肾脏和主动脉组织中CYP4A1基因的表达，这可能是其调节血压的作用机制之一。（三）阿托伐他汀能改善SHR心室肥厚程度和肾脏形态学变化，对于防止高血压的恶性循环可能起一定作用。

论文目录

• 主要缩略词
• 中文摘要
• 英文摘要
• 论文正文
• 前言
• 实验方案
• 材料与方法
• 实验结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述一 细胞色素P450的研究进展
• 综述二 他汀类药物血压调节机制的研究进展
• 附录一 攻读博士学位期间发表、录用的文章
• 附录二 攻读博士学位期间参与科研项目
• 致谢