4-PBA对大鼠肺动脉高压的作用及药理机制

王欣月，孙文锦

(内蒙古医科大学附属医院急诊科, 内蒙古自治区 呼和浩特 010110)

肺动脉高压是由于肺动脉压增加超过一定阈值而出现的一种血流动力学和病理生理状况，严重时导致右心衰竭。肺动脉高压早期可无任何症状，随着病情发展可能会出现呼吸困难、疲劳、乏力、心绞痛或咯血等症状[1-2]。α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)是肌成纤维细胞活化的标记，与组织纤维化密切相关；Bcl-2基因家族按功能分为抑制和促进凋亡基因，其中Bcl-2和Bax被认为是抑制和促进细胞凋亡最重要的两个调控基因。4-苯基丁酸(4-phenylbutyric acid，4-PBA)是一种具分子伴侣活性的短链脂肪酸，可通过稳定蛋白构象，改善内质网折叠能力从而减轻内质网应激造成的损伤，但是4-PBA对大鼠肺动脉高压是否具有保护作用尚不清楚。本研究通过建立大鼠肺动脉高压模型，探讨4-PBA对大鼠肺动脉高压的作用及机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

选取SD大鼠60只，10周龄，体重质量180～200 g，购自第三军医大学动物中心，许可证号：SCXK(渝)2007-0003；饲养室温(22～25) ℃，湿度35%～50%，自由摄食及饮水，适应性喂养1周后进行试验，将大鼠随机分为4组：对照组、模型组、250 mg/kg 4-PBA组和500 mg/kg 4-PBA组，每组15只，其中模型组试验期间自发性死亡3只，其余组无死亡。

1.2 实验方法

1.2.1 大鼠肺动脉高压模型建立 肺动脉高压大鼠模型制备通过腹腔注射野百合碱60 mg/kg建立。对照组和模型组给予等量生理盐水，4-PBA干预组分别给予250 mg/kg或500 mg/kg 4-PBA，灌胃，连续4周。

1.2.2 血流动力学指标检测 实验4周后，称重，然后将4组大鼠通过乌拉坦麻醉，通过右颈外静脉将微型导管插入右心室及肺动脉，压力传感器连接在导管另一端，记录右心室收缩压(RVSP)，平均肺动脉压(mPAP)，肺动脉收缩压(PASP)。

1.2.3 HE染色 取大鼠部分肺血管和右心室组织，放置于4%的多聚甲醛中固定48 h后，再浸泡在30%的蔗糖溶液中48 h，进行石蜡切片，苏木素伊红(HE)染色，中性树胶封片，使用光学显微镜观察肺小动脉和右心室病理形态学变化。

1.2.4 右心室和肺血管重构指标检测 血流动力学指标检测完毕后，处死大鼠(颈椎脱臼法)，迅速取出心脏，将右心室(RV)、左心室和室间隔(LV+S)分离，称重，通过计算RV/(LV+S)的比值来反映右心肥厚指数(RVHI)。通过计算肺小动脉管壁厚度占血管外径的百分比(MWT%)来判定肺血管重构。

1.2.5 Western blot 将各组大鼠的右心室的心肌组织从-80 ℃冰箱中取出，通过RAPA裂解后，提取总蛋白进行凝胶电泳分离，转移至PVDF膜上，5%的脱脂奶粉封闭1 h，将GRP78抗体、CHOP抗体及GAPDH抗体依次加入，孵育过夜，经TBST洗涤，再加入HRP标记的二抗，37 ℃条件下孵育1 h，再次使用TBST洗涤，ECL显影，软件分析α-SMA、Bcl-2、Bax蛋白表达。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 各组大鼠血流动力学指标比较

与对照组相比，RVSP、mPAP和PASP在模型组显著升高，给予250 mg/kg或500 mg/kg 4-PBA干预4周后，RVSP、mPAP和PASP显著降低，见表1。

表1 各组大鼠血流动力学指标比较

2.2 各组大鼠右心室重构指标比较

与对照组相比，RVHI在模型组显著增高，给予4-PBA干预4周，RVHI剂量依赖性地显著降低，见表2。

表2 各组大鼠右心室重构指标比较

2.3 各组大鼠肺血管重构指标比较

与对照组相比，MWT%在模型组显著增加，给予4-PBA干预4周后，MWT%剂量依赖性地显著降低(表3)。与对照组比较，模型组肺小动脉中膜明显增厚，管腔明显狭窄，而250 mg/kg 4-PBA组和500 mg/kg 4-PBA组肺小动脉中膜厚度有所减少，其中500 mg/kg 4-PBA组厚度小于250 mg/kg 4-PBA组(图1)。

表3 各组大鼠肺血管重构指标比较

图1 各组肺组织HE染色(400×)A：对照组；B：模型组；C：250 mg/kg 4-PBA组；D：500 mg/kg 4-PBA组

2.4 大鼠肺组织α-SMA、Bcl-2、Bax表达

与对照组比较，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白在模型组表达显著增加，给予4-PBA干预4周后，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白表达显著降低，并呈剂量依赖效应(见表4和图2)。

表4 各组大鼠肺组织α-SMA、Bcl-2、Bax表达比较

图2 Western blot检测目标蛋白的表达A：对照组；B：模型组；C：250 mg/kg 4-PBA组；D：500 mg/kg 4-PBA组

3 讨 论

肺动脉高压按其病理表现、血流动力学特征及临床治疗方式，大致分为动脉性肺动脉高压、左心疾病所致肺动脉高压、缺氧或肺部疾病引起的肺动脉高压、慢性血栓栓塞性肺动脉高压、多种机制或不明机制引起的肺动脉高压[1-2]。其发病有一定的规律性，高危人群为患有先天性心脏病、结缔组织病、门静脉高压症、肺病、慢性肺栓塞、HIV感染等基础疾病，服用减肥药，中枢食欲抑制剂也会增加该病的发生概率[3]。肺动脉高压血流动力学诊断标准为：右侧心导管在海平面静息状态下检测到的平均肺动脉压超过25 mmHg[4]。

内质网应激(ERS)及其介导的细胞凋亡涉及代谢性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病和其他疾病。此外，ERS还在肺动脉高压的发病机制中起重要作用，因为抑制ERS可以降低肺血管阻力，减轻肺血管重塑和右心肥大[5]。4-PBA是与ERS相关的重要化学伴侣，在调节ERS中起到重要作用[6]。本研究结果显示，模型组RVSP、mPAP和PASP显著高于对照组，4-PBA干预可以降低RVSP、mPAP和PASP等血流动力学指标，且存在剂量依赖效应。同时，4-PBA可以降低肺动脉高压大鼠的RVHI及其MWT%[7-9]，提示4-PBA在有助于减轻肺动脉高压大鼠的右心肥厚和肺小动脉中膜的厚度。

肺动脉高压大鼠的血管周围可见到炎症细胞浸润，其肺组织的α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白显著增加，其机制可能与ERS有关。本实验结果显示，与对照组比较，模型组α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白相对表达显增加，给予4-PBA干预后，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白相对表达较模型组均显著降低，其机制可能与4-PBA减轻ERS有关。

综上所述，4-PBA可改善肺动脉高压大鼠血流动力学、右室和肺血管重构，可能与其下调α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白表达有关。