摘要:目的探討微小RNA-381-3p(miR-381-3p)/肌肉環(huán)指蛋白1(MuRF1)軸在低氧性肺動脈高壓(HPH)小鼠心肺損傷中的作用及可能機制。方法將60只C57BL/6小鼠隨機分為對照(NC)組、HPH組、 .HPH+ 類似物對照(HPH+agomir control)組、 .HPH+miR-381-3p 類似物組 (HPH+miR-381-3p agomir)組,每組15只。采用低壓低氧人工艙建立HPH小鼠模型,HPH模型構(gòu)建前3周,按分組要求將 miR-381-3p agomir和相當(dāng)劑量對照 agomircontrol 溶解在無RNA酶的PBS中,按照每次 10mg/kg 的劑量尾靜脈注射,每周2次,持續(xù)3周。心臟超聲檢測小鼠右心功能;心導(dǎo)管測定小鼠右心室收縮壓(RVSP);HE染色評估肺血管重塑;酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)測定肺泡灌洗液炎性因子水平;實時熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測miR-381-3p和MuRF1mRNA表達;預(yù)測 miR-381-3p 的靶點并進行富集通路分析;雙螢光素酶報告基因?qū)嶒灆z測miR-381-3p對MuRF1的靶向調(diào)控作用。結(jié)果與NC組相比,HPH組和HPH+agomir control組miR-381-3pmRNA表達降低,而MuRF1mRNA表達增高 (Plt;0.05 ;與HPH組和HPH+agomir control 組相比, HPH+miR-381-3p agomir組 miR-381-3p 表達增加,而MuRF1mRNA表達降低( Plt; 0.05)。與NC組相比,HPH組和HPH+agomir control組RVSP、右心室前壁厚度(RVAW)、右心室肥厚指數(shù)(RVHI)、右心室膠原容積分數(shù)(CVF)、遠端肺動脈壁厚度比(WT)、肺動脈壁面積比(WA)增加,肺泡灌洗液白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)- α 增加,右心室內(nèi)徑(RVID)降低 (Plt;0.05) ;與HPH組和 HPH+ agomir control組相比, HPH+miR-381-3p agomir組RVSP、RVAW、RVHI、右心室CVF、WT、WA,肺泡灌洗液IL-1β、IL-6、TNF- α?∝ 降低,RVID增加 (Plt;0.05 )。數(shù)據(jù)庫預(yù)測了 miR-381-3p 的下游靶基因,MuRF1是潛在的作用靶點,肌細胞中的細胞骨架通路(Cytoskeleton in muscle cells)居靶基因顯著富集的首位。與WT-MuRF1+mimic control組相比,WT-MuRF1+miR-381-3pmimic組螢光素酶活性降低 (Plt;0.05 );而Mut-MuRF1+mimiccontrol組和 Mut-MuRF1+miR- 381-3pmimic 組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論過表達 miR-381-3p 可改善HPH小鼠心肺損傷,其機制可能與miR-381-3p靶向抑制MuRF1有關(guān)。
中圖分類號:R544.16,R541.3 文獻標(biāo)志碼:A DOI:10.11958/20251127
Abstract: ObjectiveTo explore the effect of microRNA-381-3p (miR-381-3p)/MuRF1 axis on cardiopulmonary injuryin hypoxia-induced pulmonary hypertension(HPH) mice and itspotential mechanisms.MethodsSixtymice were randomlyasignedto four groups:the normal control group (NC),the hypobaric hypoxia-induced pulmonaryhypertension (HPH) group,the HPH + agomir control group and the HPH + miR-381-3p agomir analog group (HPH + miR-381-3p agomir),with15 miceineach group.TheHPHmousemodel wasestablishedusingalow-pressureand hypoxicartificial chamber.Three weeksprior totheestablishmentof the HPHmodel,miR-381-3pagomiranditscoresponding control agomir were prepared bydissolving them inRNA-free phosphate-bufferedsaline (PBS)according to theexperimental requirements.Thesesolutionswereadministered viatail veininjectionatadoseof1O mg/kg,twice weklyforthree consecutive weeks. Right heart function was assessed using echocardiography. Right ventricular systolic pressure (RVSP) was measuredviacardiaccatheterization.Pulmonaryvascular remodeling was evaluated through hematoxylinandeosin (HE)staining.Levelsof inflammatorycytokinesin bronchoalveolarlavage fluid werequantifiedusingenzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).Real-time quantitative fluorescent PCR(RT-qPCR) was employed to analyze the mRNA expressionlevelsofmiR-381-3pandMuRF1.Potentialtargetsof miR-381-3pwerepredicted,andpathwayenrichment analysis wasconducted.Adual-luciferase reporter gene assaywas performed to confirm the directregulatory efectof miR381-3p on MuRF1.ResultsCompared with the NC group,the mRNA expresion of miR-381-3p was significantly decreased in both the HPH group and the HPH+agomir control group,whereas the mRNA expression of MuRF1 was significantly increased( Plt;0.05 ). In contrast, compared with the HPH group and the HPH+agomir control group,the mRNA expression of miR-381-3p was significantly increased in the HPH + miR-381-3p agomir group,while the mRNA expression of MuRF1 was significantly decreased ( Plt;0.05 ).Additionally,compared with the NC group,RVSP,right ventricular anteriorwall thickness (RVAW),rightventricular hypertrophyindex (RVHI),rightventricularcollagenvolumefraction (CVF),distal pulmonaryarterywall thickness ratio(WT),pulmonaryarterywallarea ratio (WA),aswellas IL- 1β , IL-6 and TNF- α levels inalveolar lavage fluid were significantly increased in the HPH groupand the HPH+agomir control group, whereas theright ventriculardiameter(RVID)wassignificantlydecreased( Plt;0.05 ).Conversely,comparedwiththe HPH groupandthe HPH+agomircontrolgroup,RVSP,RVAW,RVHI,rightventricular CVF,WT,WaandRVIDweredecreased in the HPH+miR-381-3p agomir group,and IL- 1|3 , IL-6, and TNF- α levels of alveolar lavage fluid were significantly decreased ( Plt;0.05 ).Furthermore,the downstream target genes of miR-381-3p were predicted in the database,and MuRF1 wasapotentialtarget,andthe Cytoskeletonin musclecellsrankedfirstinthesignificantenrichmentof target genes. Compared with WT-MuRF1+mimiccontrol group,the luciferase activitywas decreased in the WT-MuRF1+miR-381-3p mimic group ( Plt;0.05 ).There was no significant diference in the luciferase activity between the Mut-MuRF1+mimic control groupand the Mut-MuRF1+miR-381-3p mimic group.ConclusionOverexpression of miR-381-3pcan improve cardiopulmonary injury in HPH mice,and the mechanism may berelated to the targeted inhibition of MuRF1 by miR381-3p.
Key words:hypoxia; hypertension,pulmonary; muscle-specific ring finger protein 1; microRNA-381-3p; myocardial fibrosis; pulmonary artery remodeling
低氧性肺動脈高壓(HPH)屬于肺動脈高壓(PAH)第三類別,為低氧或肺疾病相關(guān) PAH[1] 。持續(xù)的肺血管收縮和肺血管重塑是HPH進展及惡化的重要原因,也是HPH患者對多種擴血管藥物不敏感的重要原因[2],因此尋找有效治療靶點是HPH研究的重要方向。越來越多的證據(jù)表明,微小RNA(miRNA,miR)在HPH的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[3]。研究顯示,miR-381-3p在非小細胞肺癌中的表達與腫瘤細胞惡性生物學(xué)行為有著密切的關(guān)系[4,但miR-381-3p在HPH進展中的作用尚少見報道。本課題組前期研究證實,敲除肌肉環(huán)指蛋白1(MuRF1)可改善HPH小鼠肺血管重塑和繼發(fā)性右心功能障礙[5]。采用TargetScan數(shù)據(jù)庫(http://www.targetscan.org)、miRanda數(shù)據(jù)庫(www.miranda.org)和miRDB(www.mirdb.org)數(shù)據(jù)庫預(yù)測miR-381-3p的下游靶基因,發(fā)現(xiàn)MuRF1是潛在的作用靶點。基于此,本研究利用我院低壓低氧人工實驗艙建立HPH小鼠模型,旨在探討miR-381-3p能否通過靶向調(diào)控MuRF1改善HPH誘發(fā)的心肺損傷。
1材料與方法
1.1實驗材料
1.1.1實驗動物SPF級雄性8周齡C57BL/6小鼠60只,體質(zhì)量 22~25g ,購自新疆醫(yī)科大學(xué)動物中心,動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(新)2018-0002,動物使用許可證號:SYXK(軍)2017-0050。所有小鼠飼養(yǎng)于實驗動物科,光照保持 12h 明暗交替,溫度 22~26°C ,相對濕度為 45% 260% ,小鼠可自由獲取食物和水。本研究通過動物倫理委員會審核批準(zhǔn)(批號:2023RR0212)。
1.1.2試劑與儀器白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子- 酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒、HE染色試劑盒、天狼星染色試劑盒購自南京建成生物有限公司;Lipofectamine ΔTM3000 轉(zhuǎn)染試劑盒、Trizol試劑、TaqManTM逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、實時熒光定量PCR(RT-qPCR)試劑盒購于賽默飛世爾科技(中國)有限公司;雙螢光素酶報告基因檢測試劑盒購于上海碧云天生物技術(shù)有限公司。用于動物實驗的miR-381-3p類似物(miR-381-3pagomir)由上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司合成,其對照(agomircontrol)為無功能的雙鏈RNA。用于細胞實驗的miR-381-3p模擬物(miR-381-3pmimic)及對照(mimiccontrol)由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。小動物超聲儀購于加拿大富士VisualSonics公司,普通光學(xué)顯微鏡購于日本奧林巴斯(Olympus)公司,7500型熒光定量PCR儀購于美國應(yīng)用生物系統(tǒng)(ABI公司。
1.2 研究方法
1.2.1實驗分組與HPH模型構(gòu)建按照隨機數(shù)字表法將C57BL/6小鼠分為對照(NC)組、HPH組、 .HPH+ 類似物對照(HPH+agomir control)組、 HPH+miR-381-3p 類似物( HPH+ miR-381- ?3p agomir)組,每組15只。HPH組、HPH+agomircontrol組 .HPH+miR-381-3p agomir組小鼠置于低壓低氧人工實驗艙中造模,NC組小鼠置于常壓常氧環(huán)境。按分組要求,HPH模型構(gòu)建前3周,將 miR-381-3p agomir和相當(dāng)劑量對照agomircontrol溶解在無RNA酶的PBS中,按照每次10mg/kg 的劑量尾靜脈注射,每周2次,持續(xù)3周。按照文獻方法建立HPH小鼠模型。HPH造模依托我院低壓低氧人工艙進行,每日白天 8h 為低壓低氧環(huán)境,大氣壓控制在55kPa ,氧濃度為 10% ,此種條件下維持4周,各組小鼠均無死亡。
1.2.2小動物心臟超聲檢測小鼠右心功能小鼠心前區(qū)備皮,異氟烷吸入麻醉,使用M型小鼠超聲系統(tǒng)測定右心功能,記錄和分析舒張末期右心室內(nèi)徑(RVID,前后徑)和舒張末期右心室前壁厚度(RVAW)。
1.2.3心導(dǎo)管測定小鼠右心室收縮壓(RVSP)小鼠右側(cè)頸部備皮, 0.3% 的戊巴比妥鈉按照 30mg/kg 的劑量腹腔麻醉,切開頸部皮膚,逐步暴露頸外靜脈,PE微導(dǎo)管進行頸外靜脈穿刺,PE微導(dǎo)管與Powerlab生理記錄儀連接,根據(jù)波形變化可判斷導(dǎo)管所處的位置。當(dāng)記錄儀上顯示振幅較大的心室波時,表明導(dǎo)管進入右心室,監(jiān)測并記錄小鼠RVSP(間接反映小鼠肺動脈壓)。
1.2.4右心室肥厚指數(shù)評估脫頸法處死小鼠,迅速分離小鼠心臟,分離出左心室(LV)、室間隔(S)、右心室(RV,稱取各部分質(zhì)量,計算右心室肥厚指數(shù) (RVHI)=RV 質(zhì)量/(LV質(zhì)量 +S 質(zhì)量)。
1.2.5天狼星染色評估右心膠原纖維沉積分離小鼠右心室,PBS緩沖液清洗, 4% 多聚甲醛固定 48h 。按相應(yīng)試劑盒要求進行常規(guī)染色,封片。觀察天狼星染色切片,紅色代表膠原組織。計算膠原容積分數(shù)(CVF) (膠原面積/總面積)
100% 。
1.2.6HE染色評估肺血管重塑分離小鼠肺臟, 4% 多聚甲醛固定 48h 。常規(guī)包埋,切片,按HE試劑盒要求常規(guī)染色。隨機選取遠端肺動脈(直徑約 50~150μm) 分析,每只小鼠10條。評估遠端肺動脈壁厚度比(WT)和遠端肺動脈壁面積比(WA), WT= [(管外直徑-管內(nèi)直徑)/管外直徑] 1×100% ,WA=(血管中膜面積/血管壁總面積) ×100% ○
1.2.7ELISA測定肺泡灌洗液炎性因子水平充分暴露并分離小鼠氣管和左肺。結(jié)扎氣管并剪一個V形切口,刺入套管針,注射 0.5mL PBS緩沖液至左肺,抽出后再打入,反復(fù)灌洗,收集灌洗液。低溫離心取上清液,按照試劑盒說明書檢測IL-1β、IL-6、TNF- σ∝ 水平。
1.2.8 RT-qPCR檢測 miR-381-3p 和 表達水平常規(guī)勻漿并提取小鼠肺組織總RNA。采用SYBRPremixExTaq,在CFX96實時PCR操作系統(tǒng)上以cDNA為模板,進行實時定量PCR檢測。反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性 10s ·95°C 變性15s,60℃退火30s,72℃延伸60s,共40個循環(huán)。
以U6作為 的內(nèi)參對照,以 β-actin 作為MuRF1mRNA的內(nèi)參對照。反應(yīng)體系( 20μL “ 2× StarScriptII Green One Step RT-qPCR Buffer 10μL ,StarScript I OneStep Enzyme Mix 2.0μL ,ROXReference Dye 0.4μL ,RNA模板 2.0μL ,上、下游引物各 0.4μL,ddH2O4.8μLo 以 2-ΔΔCt 法計算目的基因相對表達量。RT-qPCR所需引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列見表1。
1.2.9miR-381-3p的靶點預(yù)測及用于注釋、可視化和集成探索數(shù)據(jù)庫(DAVID)分析分別采用TargetScan、miRanda和miRDB數(shù)據(jù)庫預(yù)測 miR-381-3p 的下游靶基因,篩選出3個數(shù)據(jù)庫的共同靶基因,將共同靶基因?qū)朐诰€KEGG通路富集分析工具DAVID(https://www.david.ncifcrf.gov/)并進行富集通路分析,篩選出相關(guān)的富集通路。
1.2.10雙螢光素酶報告基因?qū)嶒灆z測miR-381-3p對MuRF1的靶向調(diào)控作用構(gòu)建MuRF1野生型(WT-MuRF1)3′ -非翻譯區(qū)(UTR)及MuRF1突變型(Mut-MuRF1) 3′ -UTR,并將其克隆到螢光素酶基因下游的螢光素酶報告載體pGL3中。實驗分為WT-MuRF1+mimiccontrol組、WT-MuRF1 + miR-381-3pmimic組、Mut-MuRF1+mimiccontrol組、Mut-MuRF1+miR-381- ?3p mimic組 )。用LipofectamineTM3000 在HEK-293T細胞中共轉(zhuǎn)染 20pmol 的miR-194-5pmimic或mimiccontrol與 100ng 的WT-MuRF1或Mut-MuRF1。采用雙螢光素酶報告基因檢測試劑盒評估各組螢光素酶活性。
1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用 GraphPadPrism10.2.3 進行數(shù)據(jù)分析。計量資料用x+s表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間多重比較采用Turkey檢驗。 Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1HPH小鼠肺組織中miR-381-3p和MuRF1mRNA表達情況NC組、HPH組、 HPH+ agomircontrol組和 HPH+miR-381-3p agomir 組 miR-381-3p 表達量分別為 0.95±0.21、0.36±0.23、0.34±0.15 2.56±0.46 ( n=15 , F=197.500 , Plt;0.01 );MuRF1mRNA表達量分別為 1.15±0.21,4.12±0.58,4.38± 0.37,2.31±0.24 ( n=15 , F=245.500 Plt;0.01 );與NC組相比,HPH組和 HPH+ agomir control組 miR-381-3p 表達降低,MuRF1mRNA表達增高 (Plt;0.05 ;與
HPH組和HPH+agomircontrol組相比, HPH+miR- 381-3pagomir組 miR-381-3p 表達增加,MuRF1mRNA表達降低 (Plt;0.05 )。
2.2過表達 miR-381-3p 對HPH小鼠右心功能和RVSP的影響與NC組相比,HPH組和 HPH+ agomircontrol組RVSP、RVAW、RVHI增加,而RVID降低 ?Plt;0.05 );與HPH組和HPH+agomir control組相比, HPH+miR-381-3p agomir組RVSP、RVAW、RVHI降低,而RVID增加 (Plt;0.05 。見表2。
2.3過表達 miR-381-3p 對HPH小鼠右心室膠原沉積的影響天狼星染色結(jié)果顯示,NC組小鼠右心室心肌纖維排列整齊,無明顯膠原纖維沉積;HPH組和HPH+agomircontrol組小鼠心肌纖維排列紊亂,有大量的膠原纖維沉積; HPH+miR-381-3p agomir組較HPH組和HPH+agomir control組膠原纖維沉積減少,見圖1。NC組、HPH組、 HPH+ agomircontrol組和 HPH+miR-381-3p agomir組右心室CVF1 (% )分別為 2.38±1.03 、 25.51±6.82 一! 22.83±4.45 、8.84±2.18 C n=15 F=102.300 , Plt;0.01 )。HPH組和HPH+ agomircontrol組右心室CVF值較NC組增加0 $\stackrel { \cdot } { P } lt; 0 . 0 5 \$ ;而 HPH+miR-381-3p agomir組右心室CVF值較HPH組和 HPH+agomir control組降低(Plt;0.05 )。
2.4過表達 miR-381-3p 對HPH小鼠肺血管重塑的影響與NC組相比, HPH 組和 HPH+ agomir control組WT、WA增加 (Plt;0.05) ;與HPH組和 HPH+ agomir control組相比, HPH+miR-381-3p agomir 組WT、WA降低 (Plt;0.05 )。見圖2、表3。
2.5過表達 miR-381-3p 對肺泡灌洗液炎性因子的影響與NC 組相比,HPH組和HPH+agomir control組肺泡灌洗液IL-1β、IL-6、TNF- ∝ 水平增加( (Plt; 0.05);與 HPH 組和 HPH+agomir control 組相比,HPH+miR-381-3p agomir組肺泡灌洗液IL-1β、IL-6、TNF- σ?α∝ 水平降低( Plt;0.05 。見表4。
2.6miR-381-3p的靶點預(yù)測及DAVID分析通過TargetScan數(shù)據(jù)庫預(yù)測 miR-381-3p 的下游靶基因833個,miRanda數(shù)據(jù)庫預(yù)測 miR-381-3p 的下游靶基因4054個,miRDB數(shù)據(jù)庫預(yù)測 miR-381-3p 的下游靶基因338個,將3個數(shù)據(jù)庫進行整合,得到共同靶基因數(shù)132個,其中MuRF1(又稱為 Trim63 )是潛在的作用靶點。將132個靶基因?qū)隟EGG通路富集分析工具DAVID中,結(jié)果提示,“肌細胞中的細胞骨架通路\"(Cytoskeleton inmusclecells)居靶基因顯著富集的首位 P=0.0012 。見圖3、4。
2.7 miR-381-3p對MuRF1的靶向調(diào)控作用 miR-381-3p 與MuRF1 3′ -UTR的結(jié)合位點如* ?*Plt;0.01 ;a與NC組比較,b與HPH組比較,與HPH+agomir control組比較 Plt;0.05;1 mmHg=0.133 kPa;表3、4同。
圖5所示。螢光素酶報告實驗結(jié)果顯示,WT-MuRF1+mimic control 組、WT-MuRF1 + miR-381-3pmimic組、Mut-MuRF1 + mimiccontrol組和Mut-MuRF1+miR-381-3p mimic組螢光素酶活性分別為1.06±0.14、0.41±0.04、 0.96±0.11 、1.13±0.16( n=6 F= 43.710, Plt;0.01 )。與WT-MuRF1+mimiccontrol組相比, WT-MuRF1+miR-381-3pmimic 組螢光素酶活性降低 (Plt;0.05) ;而Mut-MuRF1+mimic control組和 組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
3討論
HPH是一種以肺動脈內(nèi)皮細胞功能障礙、肺動脈平滑肌細胞異常增殖和血管結(jié)構(gòu)重構(gòu)為特征的慢性疾病,最終可導(dǎo)致右心心力衰竭和死亡7]。血管重構(gòu)是HPH進展中一個重要步驟,最終可導(dǎo)致嚴重的心肺損傷[8]。HPH的發(fā)病涉及多個相互關(guān)聯(lián)的因素,轉(zhuǎn)錄失衡、轉(zhuǎn)錄后修飾、翻譯和翻譯后修飾均參與了HPH發(fā)展,這些步驟可能是肺血管重塑及肺動脈平滑肌細胞異常增殖的關(guān)鍵[9]。進一步尋找影響HPH肺血管重塑及繼發(fā)性右心功能損傷的新靶點對于改善HPH診療具有重要的意義。miRNA是內(nèi)源性非編碼小RNA,通過與靶mRNA的 3′ -UTR結(jié)合以抑制翻譯或誘導(dǎo)mRNA降解,從而調(diào)節(jié)基因表達,參與各種生物學(xué)過程,如細胞增殖、死亡、遷移和分化[10]。既往研究報道了 miR-381-3p 參與膿毒癥心肌病及非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展過程[4.11],miR-381-3p在HPH誘發(fā)的肺血管重塑及繼發(fā)性右心功能損傷中的作用尚不清楚。RVSP是反映肺動脈壓的間接指標(biāo),肺動脈壓和RVSP進行性增高是HPH進展的重要機制[12]。本研究發(fā)現(xiàn),HPH小鼠較對照小鼠RVSP增高,表明肺動脈壓增高是HPH發(fā)生發(fā)展的基本病理生理改變;而尾靜脈注射 miR-381- 3pagomir的HPH小鼠較注射agomircontrol的HPH小鼠RVSP降低,表明過表達miR-381-3p可降低HPH小鼠肺動脈壓力,miR-381-3p在HPH進展中發(fā)揮重要的保護作用。
在HPH早期,慢性缺氧導(dǎo)致肺動脈壓力增高,病理性右心室心肌肥厚是應(yīng)對后負荷壓力增加的代償性反應(yīng),以維持右心室充盈壓力和輸出量;隨著肺動脈壓力增高和肺動脈重塑的進展,引發(fā)右心室后負荷持續(xù)增加,右心代償能力不足,出現(xiàn)心肌纖維化,表現(xiàn)為右心室膠原纖維沉積和毛細血管的丟失[13-15]。心肌纖維化與心臟肥厚密切相關(guān),互為促發(fā)因素[1。本研究發(fā)現(xiàn),HPH小鼠較對照小鼠RVAW、RVHI、CVF增加,RVID降低,表明HPH誘發(fā)右心室心肌結(jié)構(gòu)和功能的變化,不僅表現(xiàn)為心肌細胞肥大導(dǎo)致的右心室肥厚,還表現(xiàn)為心肌膠原組織增加;而尾靜脈注射miR-381-3pagomir的HPH小鼠較注射 agomircontrol 的HPH小鼠RVAW、RVHI、
CVF降低,RVID增加,表明過表達 miR-381-3p 不僅可改善HPH誘發(fā)的右心室肥厚,還可以減少右心室膠原纖維沉積,過表達miR-381-3p的治療藥物開發(fā)可能是HPH患者心臟保護藥物研發(fā)的新方向。
越來越多的證據(jù)顯示,肺血管重塑在HPH進展中起最為關(guān)鍵性作用[17]。本研究結(jié)果顯示,HPH組WT、WA較對照組增加,表明肺動脈管壁變厚、管腔狹窄是HPH進展的重要病理學(xué)病變;尾靜脈注射miR-381-3pagomir的HPH小鼠WT、WA較注射agomircontrol的HPH小鼠降低,表明過表達miR-381-3p可改善HPH小鼠肺血管重塑。炎癥通路的激活是HPH的早期事件和多個信號級聯(lián)的起源[18]在HPH發(fā)病早期,血清IL-1β、IL-6、TNF- σ?α∝ 水平增加,血管內(nèi)皮屏障損傷的情況下,這些炎性因子可直接與平滑肌接觸,促進肺血管重塑和HPH進展[19]。本研究結(jié)果顯示,與對照組相比,HPH組肺泡灌洗液IL-1β、IL-6、TNF- α?∝ 水平升高,表明炎癥信號級聯(lián)反應(yīng)促進了肺動脈周圍炎癥環(huán)境的形成,可能加重肺動脈重塑;而尾靜脈注射 miR-381-3p agomir的HPH小鼠肺泡灌洗液IL-1β、IL-6、TNF- ∝ 水平較注射agomircontrol的HPH小鼠降低,表明過表達miR-381-3p可降低HPH小鼠肺泡灌洗液中的炎性因子水平,減輕肺動脈周圍炎癥環(huán)境對于改善肺血管重塑可能具有重要意義。
MuRF1可表達于平滑肌細胞、心肌細胞和骨骼肌細胞中,在血管平滑肌舒縮功能障礙、心肌或骨骼肌萎縮、高血壓病等多種肌細胞相關(guān)性疾病中發(fā)揮重要作用[5.20-22]。筆者前期研究證實,與對照組相比,HPH小鼠肺組織中MuRF1表達增加,而敲除MuRF1可抑制HPH進展[5]。本研究發(fā)現(xiàn),HPH組和HPH+agomircontrol組較NC組小鼠MuRF1mRNA表達增高,與前期研究結(jié)果一致。本研究預(yù)測了miR-381-3p的下游靶基因,MuRF1是潛在的作用靶點,肌細胞中的細胞骨架通路(Cytoskeletoninmusclecells)居靶基因顯著富集的首位。既往文獻報道了MuRF1作為泛素-蛋白酶體系統(tǒng)中一種特異的泛素連接酶(E3)介導(dǎo)細胞骨架相關(guān)蛋白降解[21-22],推測MuRF1可能是此通路調(diào)控的重要上游分子靶點。雙螢光素酶報告實驗進一步驗證了miR-381-3p與MuRF1 3′ -UTR之間的結(jié)合關(guān)系,提示miR-381-3p能改善HPH誘發(fā)的心肺損傷,其機制可能與靶向抑制MuRF1有關(guān), miR-381-3p/MuRF1 通路可能是HPH發(fā)生發(fā)展的重要機制。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)miR-381-3pagomir可降低肺動脈壓間接指標(biāo)RVSP水平,并改善HPH小鼠右心室重塑和肺血管重塑,其機制可能與miR-381-
3p靶向抑制MuRF1有關(guān)。 miR-381-3p 類似物或激動劑可能是改善HPH的重要治療藥物,本研究為以miR-381-3p和MuRF1為代表的新靶點的藥物研發(fā)提供了實驗證據(jù)。
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(2025-03-19收稿2025-04-07修回)
(本文編輯李志蕓)