缺氧性肺动脉高压（Hypoxic pulmonary hypertension,HPH）作为一类严重危害人类健康的疾病,是慢性阻塞性肺病（Chronicobstructive pulmonary disease,COPD）的重要病理生理过程,也是发展为慢性肺源性心脏病（Chronic cor pulmonale）的关键环节。尽管在过去的十多年中,应用前列环素类药物、磷酸二酯酶-5抑制剂、内皮素受体拮抗剂治疗肺动脉高压已经取得了一定的进展,但由于对HPH的病因和发病机制尚未完全阐明,因而这些治疗并未从根本上治疗肺动脉高压。因此,对缺氧性肺动脉高压形成机制的研究并研发有效的针对致病靶标的防治药物显得尤为必要。近年来,国内外学者已经认识到肺血管平滑肌细胞钾通道在肺动脉高压发生发展中的作用。钾通道功能下降,细胞内K⁺外流减少,细胞膜去极化,电压依赖性钙通道开放,细胞外Ca²⁺内流,肌浆网内Ca²⁺释放,细胞内游离Ca²⁺浓度增加,肺血管平滑肌细胞收缩、增殖,肺动脉压增高;另一方面肺动脉平滑肌细胞钾通道功能下降,细胞内K⁺增多,细胞凋亡减少,进一步加重肺血管重构。有鉴于此,钾通道开放剂对肺动脉高压的防治成为近年来国内外研究的热点和焦点。肺血管平滑肌细胞至少存在三种类型钾通道:（1）电压依赖性钾（K_v）通道,（2）Ca²⁺激活性钾（Kca）通道,（3）ATP敏感性钾(K_ATP)通道。细胞膜K_ATP通道是目前已知的唯一的可在机体缺血、缺氧等病理生理情况下代偿性开放的钾通道,是机体对抗缺血缺氧的重要自身保护机制,已经成为研发新型治疗肺动脉高压药物的重要靶标。由于K_ATP通道调控人类肺动脉平滑肌细胞收缩、增殖的细胞信号及分子机制尚不明确,本文从器官、细胞和分子水平探讨K_ATP通道调控人肺动脉平滑肌细胞收缩、增殖的细胞和分子生物学机制,系统评价我国学者自行研制的新型K_ATP开放剂埃他卡林（Iptakalim,IPT）对人肺动脉平滑肌细胞收缩和增殖的影响,为研究开发新型治疗肺动脉高压的药物提供理论依据。本文主要围绕如下三个部分开展工作:第一部分新型K_ATP开放剂埃他卡林对ET-1诱导的离体人肺动脉环收缩的影响目的:研究IPT对内皮素-1（ET-1）诱导的人离体肺动脉环收缩的影响及其机制。方法:分离正常离体人肺动脉条,置于含饱和混合氧（95%O₂和5%CO₂混合气）和Krebs-Henseleit（K-H）液(含mol·L^-1:NaCl 119,KCl 4.7,MgSO₄ 0.6,NaHCO₃ 25,KH₂PO₄ 1.2,CaCl₂ 2.5和葡萄糖11.1,PH 7.4)的培养皿内,剪取3 mm长的血管环固定于含K-H液的浴槽内,持续小流量通入混合氧,静息张力下稳定60 min后,通过张力换能器与十六道生理记录仪相连,记录血管环的张力变化。按累积法给予7个浓度ET-1(0.05～50 nmol·L^-1),观察ET-1收缩血管作用的量效关系,求出EC₅₀;观察ET-1在EC₅₀浓度的时效曲线。在此基础上,以ET-1的EC₅₀浓度使肺动脉环达到最大收缩幅度时,按累积法加入IPT10^-13～10^-3mol·L^-1或Pin10^-13～10^-3mol·L^-1,以等容量溶剂做阴性对照,记录肺血管环收缩张力的变化,并以ET-1最大收缩幅度为100%,计算IPT和Pin的舒张率。结果:在0.05～50nmol·L^-1浓度范围内,ET-1呈浓度依赖性地诱导离体人肺动脉环收缩,其EC₅₀±L₉₅为10.19±1.26 nmol·L^-1,b±S_b为0.905±0.186,r=0.91。在10^-13～10^-3nmol·L^-1浓度时,IPT呈浓度依赖地拮抗ET-1诱导的离体人肺动脉环收缩,其IC₅₀为27.11 nmol·L^-1;Pin同样也呈浓度依赖性拮抗ET-1 10nmol·L^-1诱导的动脉收缩,与IPT组比较,二者无显著性差异（P＞0.05）。结论:IPT可拮抗ET-1诱导的人肺动脉环收缩,其机制可能在于开放肺动脉平滑肌细胞上的K_ATP通道。IPT可以有效舒张人肺动脉,表明其是一个富有潜力的治疗肺动脉高压的候选药物。第二部分新型K_ATP开放剂埃他卡林对ET-1诱导的原代培养人肺动脉平滑肌细胞增殖的影响目的:研究IPT对ET-1诱导的原代培养的人肺动脉平滑肌细胞增殖的影响及其机制。方法:以原代培养的人肺动脉平滑肌细胞为研究对象,用ET-1诱导人肺动脉平滑肌细胞增殖,³H-胸腺嘧啶核苷（[³H]-TdR）掺入法检测脱氧核糖核苷酸（DNA）合成;流式细胞仪技术检测人肺动脉平滑肌细胞细胞周期。结果:ET-1（10 nM）使原代培养的人肺动脉平滑肌细胞[³H]-TdR掺入量增加,促进细胞由静止期（G₀/G₁期）进入DNA合成期（S期）和有丝分裂期（G₂/M期）;IPT呈浓度依赖性抑制ET-1诱导的[³H]-TdR掺入量增多,阻止人肺动脉平滑肌细胞由静止期（G₀/G₁期）进入DNA合成期（S期）和有丝分裂期（G₂/M期）;Pin同样抑制ET-1诱导的[³H]-TdR掺入量增多和细胞周期的改变,且与IPT比较二者无显著差异;格列本脲呈浓度依赖性地逆转IPT与Pin对细胞增殖的抑制作用。结论:IPT作为一种新型的K_ATP开放剂,可以抑制人肺动脉平滑肌细胞的增殖,是一种治疗肺动脉高压的侯选药物。第三部分新型K_ATP开放剂埃他卡林对ET-1诱导的原代培养人肺动脉平滑肌细胞内[Ca²⁺]_cyt及ERK1/2磷酸化的影响目的:研究IPT对ET-1诱导的原代培养人肺动脉平滑肌细胞内游离钙浓度([Ca²⁺]_cyt及细胞外信号调节激酶1和2（ERK1/2）磷酸化的影响及其机制。方法:以原代培养的人肺动脉平滑肌细胞为研究对象,分别用ET-1与IPT处理人肺动脉平滑肌细胞后,应用激光扫描共聚焦显微镜测定细胞内[Ca²⁺]_cyt变化;使用Western blot检测ERK1/2磷酸化水平的改变。结果:ET-1诱导人肺动脉平滑肌细胞内游离Ca²⁺显著增加,IPT（10μM）拮抗ET-1诱导的人肺动脉平滑肌细胞内[Ca²⁺]_cyt升高;ET-1促使人肺动脉平滑肌细胞的ERK1/2磷酸化,且磷酸化ERK1/2水平在加入ET-1后10 min达高峰,IPT呈浓度依赖性抑制ET-1诱导的肺动脉平滑肌细胞的ERK1/2磷酸化。结论:IPT作为一种特异性K_ATP开放剂,可能通过增强K_ATP通道的功能与通道蛋白的表达,使细胞内游离Ca²⁺减少,进而抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的活化,最终导致肺动脉平滑肌舒张并抑制平滑肌细胞的增殖。综合本文三个部分的研究结果,获得如下结论:1.IPT通过开放肺动脉平滑肌细胞上的K_ATP通道,拮抗ET-1诱导的人肺动脉环收缩,有效舒张人肺血管;2.IPT抑制细胞DNA合成,阻止细胞由静止期（G₀/G₁期）进入DNA合成期（S期）和有丝分裂期（G₂/M期）,抑制人肺动脉平滑肌细胞的增殖;3.IPT通过增强K_ATP通道的表达,使细胞内游离Ca²⁺减少,进而抑制ERK1/2的磷酸化。4.总之,新型K_ATP开放剂IPT在整体、细胞、分子水平抑制人肺动脉环的收缩与肺动脉平滑肌细胞增殖,是一个富有潜力的防治肺动脉高压的候选药物。