内源性一氧化碳对肺动脉平滑肌细胞增殖及凋亡基因表达谱的影响

目的运用芯片技术研究经PDGF和内源性CO短时间刺激后，血管平滑肌细胞内增殖及凋亡相关基因表达谱的变化，推测可能的作用机制，为肺动脉高压的深入研究提供基础。方法雄性SD大鼠麻醉后，取肺动脉血管进行离体培养。经形态学及α-actin免疫组化染色证实为平滑肌细胞。将细胞随机分为3组，每组5板细胞，Ⅰ组即对照组；Ⅱ组即PDGF刺激组，PDGF浓度为20ng／ml；Ⅲ组即Hemin刺激组，培养基中含20ng／ml PDGF及20μmol／L Hemin，于加药2小时后收集细胞，提取总RNA，定量并进行纯化，后将RNA逆转录为CDNA，并将其在体外转录为带有生物素标记的CRNA，再次进行定量和纯化，后进行杂交、洗脱、染色、扫描及数据处理。结果Ⅱ组与Ⅰ组相比，在45102条基因中差异表达基因有657条，其中上条338条，下调319条，与增殖相关的差异表达基因47条，与凋亡相关的差异表达基因8条。其中与促进增殖及抑制凋亡相关的基因如：CyclinD、CyclinH1、CyclinL1、MAP2K3(P38)、Mybl1、Junb、Jun、Kras、Nras、VEGF-α、FGF-α、PDGF-α、Rags、Rbm7、Socs、及Bzwl、Eif4e等表达显著上调，而抑制增殖和促进凋亡的基因如：P27、Nek2、Gadd45α、Macf1、Trp53inp1、Parc等则表达显著下调。Ⅲ组与Ⅱ组相比，在45102条基因中差异表达基因有366条，与增殖相关的差异表达基因21条，与凋亡相关的差异表达基因15条。其中与促增殖和抗凋亡相关的基因如：MAP2K3(P38)、CyclinD1、CyclinG1、GOS2、TGFb3、PDGF-α、IGF1、MybL1、anapc10、Faim、Pik3r1等表达显著下调，而与抑制增殖和促进凋亡相关的基因如：Gadd45α、P21、Sens2、Trp53inp1、sqstm1、Ern1等则表达显著上调。Hemin刺激组与对照组相比抑制增殖和促进凋亡的基因如：P21、Gadd45α、Trp53inp1、sqstm1、Ccar1等则显著上调表达。结论推测PDGF短时间刺激肺动脉平滑肌细胞后，可能引起Map2k3(P38)信号通路短时间激活，同时促进一系列生长因子，癌基因，细胞周期素的表达而引发了肺动脉平滑肌细胞的增殖。内源性CO引起肺动脉平滑肌细胞的增殖抑制，除了P21和一系列细胞周期素，可能也有Map2k3(P38)信号通路的参与。另外推测内源性CO可能通过P53依赖途径引发了细胞凋亡，但其中可能有Caspases家族及Gadd45α等的参与。提示肺动脉平滑肌细胞的增殖和凋亡过程是多途径多基因参与的复杂过程，芯片显示的结果为进一步研究提供了基础。