肺高压(pulmonary hypertension,PH)发病过程中的病理变化多由肺动脉平滑肌细胞(pulmonary aterial smooth muscle,PASMCs)中Ca2+稳态失衡所致。胞膜窖(Caveolae)广泛分布在心血管系统中,含多种与细胞内Ca2+浓度调节有关的蛋白质,其中,Cav-1(Caveolin-1)是其标志性蛋白。研究表明,在多种细胞膜Caveolae区域,Cav-1能够影响非选择性阳离子通道开放。本研究通过野百合碱(Monocrotaline,MCT)腹腔注射和慢性低氧(Chronic Hypoxia,CH)持续诱导构建PH大鼠模型,比较Cav-1蛋白或m RNA表达变化,利用甲基β环糊精(Methyl-β-cyclodextrin,MβCD)破坏肺动脉(PAs)Caveolae,Cav-1特异性增强肽和抑制肽(caveolin-1 scaffolding domain,CSD)处理正常PASMCs,分别从器官功能水平、细胞水平及m RNA和蛋白质水平,探讨Cav-1在PH发病中的作用及机制,为PH发病机制的研究,及其治疗的突破寻找更多的实验依据支持。目的:观察Caveolae和Cav-1在MCT和CH所致PH大鼠中的作用及机制,为PH发病机制的研究及靶向治疗提供理论依据。方法:SD大鼠分别采用MCT一次性腹腔注射(50 mg/kg)和CH两种方式诱导PH的发生,采用:①血流动力学和透射电镜检测方法,测定大鼠右心室收缩压(right ventricular systolic pressure,RVSP)、右心室重量指数(right ventricular mass index,RVMI)和PASMCs上Caveolae数量的变化;②RT-PCR和Western blot检测方法,测定大鼠PAs标本Cav-1蛋白或m RNA表达水平;③血管环张力检测方法,测定MβCD通过破坏Caveolae,对KCl、内皮素-1(endothelin-1,ET-1),及环匹阿尼酸(cyclopiazonic acid,CPA)诱导大鼠PAs收缩效应的影响;④Fluo-3荧光检测[Ca2+]i方法,测定CSD增强肽和抑制肽对CPA诱导的正常大鼠PASMCs内[Ca2+]i升高的影响。结果:与正常组相比,①PH模型大鼠的RVSP及对应的RVMI均显著增高,肺小动脉管壁平滑肌肌层明显增厚,管腔狭窄,提示模型制备成功,同时两种PH模型大鼠PASMCs上Caveolae的数量也明显增多;②PH模型大鼠PAs标本Cav-1的蛋白和m RNA表达水平均明显增高,提示PH模型大鼠PAs的Cav-1表达上调;③MβCD通过耗竭PASMCs膜胆固醇(cholesterol,Chol)破坏Caveolae的完整性,对KCl诱导的大鼠PAs收缩效应无影响,提示电压依赖性Ca2+通道(voltage-dependent calcium channel,VDCC)与Caveolae及Cav-1关系并不密切;④MβCD破坏Caveolae的完整性,抑制ET-1诱导的PAs收缩效应,并且PH大鼠的ET-1收缩PAs效应显著增高,MβCD对ET-1收缩PAs效应的抑制作用也显著增大,提示非电压依赖性Ca2+通道与Caveolae及Cav-1关系密切,以及PH大鼠PAs的高ET-1反应性;⑤MβCD预处理,显著抑制CPA诱导的PAs收缩效应,PH大鼠的CPA收缩PAs效应显著增高,MβCD对CPA收缩PAs效应的抑制作用也显著增大,提示钙池操纵性Ca2+通道(store-operated calcium channel,SOCC)与Caveolae及Cav-1关系密切,以及PH大鼠PAs钙池操纵性钙内流(sotre-operated calcium entry,SOCE)功能增强;⑥正常大鼠,外源性Chol能够逆转MβCD对ET-1和CPA收缩PAs效应的抑制作用,证实了MβCD通过耗竭Chol破坏Caveolae的完整性;⑦Cav-1特异性增强肽(或抑制肽)处理正常大鼠PASMCs,CPA诱导的[Ca2+]i升高幅度显著增高(或降低),从细胞水平证实大鼠PASMCs中SOCE功能与Cav-1状态密切相关。结论:PH模型大鼠PASMCs中,Caveolae数量及Cav-1蛋白或m RNA表达水平均明显增高,Caveolae完整性与非电压依赖性Ca2+通道功能密切相关,Cav-1参与细胞内Ca2+浓度的调节,表明在PH发病过程中Caveolae及Cav-1可能发挥了重要作用。因此,PH发病过程中适度调整PAs上Cav-1的表达有利于维持[Ca2+]i的动态平衡,有效缓解PAs压力的持续升高,延缓PH的发生发展。本研究为PH发病机制的研究及防治提供了新的科研思路。?