可溶性表氧化酶活性与高血压心肌肥厚朱毅课件

可溶性表氧化酶活性与高血压可溶性表氧化酶活性与高血压 心肌肥厚心肌肥厚 朱朱 毅毅 北京大学医学部生理学与病理生理学系北京大学医学部生理学与病理生理学系 2010-12-172010-12-17 2010中国难治性高血压高峰论坛 COOH 花生四烯酸 前列腺素 血栓烷素 炎症、疼痛 泌尿生殖调节 发热 肺动脉高压 白三烯 HETE 血小板激活 哮喘 心脏保护 肺动脉高压 脂氧酶环氧酶 细胞膜磷脂 PLA2 CYP450 血管舒张 心肌保护 抗炎 肿瘤生长 2 皮质类固醇 （可的松） NSAIDs （阿司匹林、保泰松） 白三烯 受体拮抗剂 sEHI 前列环素 COOH 花生四烯酸 (arachidonic acid, AA) EETs20-HETE 血管舒张 心肌保护 抗炎 促肿瘤生长 花生四烯酸代谢通路的复杂性和其产物的多样性 3 血栓素 前列环素 前列腺素 PGE2 EETs 白三烯 u分布广泛，产生多种活性不同小分子代谢产物 具有代表性 u与许多重要病理生理过程密切相关 基础研究意义重大 u是高血压、糖尿病、冠心病、炎症等的干预靶点 临床应用价值 花生四烯酸代谢产物是最具广泛生物活性和对人类 疾病产生巨大影响的小分子物质 4 花生四烯酸代谢在基础和临床应用研究方面，多年 来一直是研究热点 可溶性表氧化物水解酶（sEH)与EETs代谢 DHETs are generally thought to be inactivation products of EETs 5 可溶性表氧化物水解酶 l The gene encoding sEH is EPHX2, which consists of 19 exons. The size of the protein is 62 kDa (555 aa) l Broadly distributed in vertebrate tissues. l In mammals, activity detected in many organs and tissues such as liver, kidney, heart, brain and vascular endothelium l A human variant of sEH with Arg103Cys, which, was associated with increase sEH activity and increased cell death induced in cortical neurons by oxygen-glucose deprivation and reoxygenation. In contrast, the Arg287Gln mutation was associated with reduced sEH activity and protection from OGD-induced neuronal cell death. l The promoter region is not cloned and the gene regulation of sEH has not been reported (2007) 6 Imig, J. D. et al. Hypertension 2002;39:690- 694 sEH抑制剂降低AngII诱导的高血压 7 Jung, O. et al. Hypertension 2005;45:759-765 sEH抑制剂有效逆转AngII诱导的高血压 8 Xu D et al: Proc Natl Acad Sci U S A. 2006; 103: 1873318738 sEH抑制剂完全抑制主动脉缩窄引起的心肌肥厚 9 Xu D et al: Proc Natl Acad Sci U S A. 2006; 103: 1873318738 sEH抑制剂有效逆转主动脉缩窄引起的心肌肥厚 10 Arachidonic Acid ProstaglandinsLeukotrienes, HETE COXsLOXs Vascular Endothelial Cells PLA2 CYP450 EETs PPARg Activation Laminar Flow Anti-inflammation (Liu Y, Zhu Y, et al: Circulation. 2004;110:1128-33) (Liu Y, Zhu Y, et al: PNAS 2005;102 :16747-16752) XX sEH 11 流体剪切力在内皮细胞中激活PPARg的机制 Ctrl2h4h6h12h24h HUVECs Ang II Ctrl0.11.010100(nM) Ang II (100 nM) sEH b-actin Ang II (100 nM) sEH b-actin Ctrl0.11.010 Ang II 100(nM) BAECs Ctrl2h4h6h12h24h 12Ai D, et al: PNAS 2007;104:9018-9023 血管紧张素II在血管内皮细胞中上调sEH表达 WCWHSCSH 0 100 200 300 Ang II(pg/ml) * * 0 100 200 300 WT-Ctrl （WC） High-WT （WH） Ctrl-SHR （SC ） High-SHR（SH ） day BP (mmHg) 135791113 * * * * sEH b-actin Wis Ctrl Wis NaCl SHR Ctrl SHR NaCl 13 高盐诱导SHR大鼠主动脉内膜层sEH表达增加 Ai D, et al: PNAS 2007;104:9018-9023 WistarSHR 0 1 2 3 4 * HW/BW (mg/g) WistarSHR Aorta Left Ventricle 高盐诱导SHR大鼠主动脉内膜和心肌sEH表达增加 14 Related density (Normalized with b-actin) CtrlLosAng II Ang II+Los 0 1 2 * 3 Aortic Intimate CtrlLosA2A2+Los Losartan (25 mg/kg/d) Ang II (450 ng/kg/min) 89 (day) 567 sacrificed 1234 0 80 100 120 140 160 180 Day6Day7Day8 Ctrl Los Ang Ang + Los BP (mmHg) AngII诱导的大鼠高血压模型中主动脉内膜 sEH表达增加 15 sEH b-actin HW/BW (mg/g) LVW/BW 0 1 2 3 4 * * Ctrl NE HW/BW CtrlNE sEH b-actin LVW/BW 0 1 2 3 4 HW/BW (mg/g) * * Sedentary Trained HW/BW SedentaryTrained 去甲肾上腺素和运动诱导的心肌肥厚中 不增加sEH 表达 Norepinephrine - Infusion Excises Swimming 8 Weeks GAPDH GAPDH 16 CtrlA2sEHI 0 1 2 3 4 5 * A2+sEHI # HW/BW(mg/g) Ctrl A2 A2+sEHI sEHI 024681012 100 125 150 175 200 225 day BP (mmHg) CtrlA2A2+sEHI A2+sEHI Ctrl A2 sEHI 0 1 2 LVPWd (mm) 0 1 2 3 LVPWs (mm) 0 1 2 LVAWd (mm) 0 1 2 3 LVAWs (mm) CtrlA2A2+sEHIsEHI * * 17 特异性sEH抑制剂明显减轻AngII诱导的大鼠 高血压和心肌肥厚 Ctrl sEHI A2 A2+sEHI Ctrl sEHI A2 A2+sEHI CtrlA2A2+sEHIsEHI Relative mRNA b-MHC Relative mRNA * ANF 0 10 20 30 40 0 10 20 CtrlA2A2+sEHIsEHI * * b-actin sEH CtrlA2sEHI A2+sEHI Ai D, et al: PNAS 2009, 106: 564-56918 特异性sEH抑制剂明显减轻AngII诱导的大鼠 高血压和心肌肥厚 WTWT +A2 sEH-/-sEH-/- +A2 0 2 4 6 8 * HW/BW(mg/g) 02468101214 100 120 140 160 180 WT WT + A2 day BP (mmHg) sEH-/- sEH-/- + A2 0.0 0.5 1.0 1.5 * LAPWs (mm) WTWT +A2 sEH-/-sEH-/- +A2 19 血管紧张素II在sEH基因敲除小鼠中的作用 sEH基因敲除减轻AngII所致心肌肥大 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 * LVPWd(mm) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2* LVPWs(mm) WT WT+A2 sEH-/- sEH-/-+A2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 * LAPWd(mm) WT WT+A2 sEH-/- sEH-/-+A2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 * LAPWs(mm) 20 sEH基因敲除不改善异丙肾上腺素导致的心肌肥厚 con sEH-/- Iso Iso+sEH-/- 21 PNAS 2007; 104:9018-9023; PNAS 2009; 106:564-569; Kidney International 2010 ; 77:88-92 结论：sEH是血管紧张素II引起高血压和心肌肥厚的关键分子 血压升高、心肌肥厚 AT-1 EETDHET sEH EET Ang II AP-1 sEH 血管内皮心肌细胞 sEH在心脏和血管受AngII上调 sEH抑制剂具有舒张动脉、抑制血管平滑肌增殖的心肌肥 厚等作用；抑制AngII和压力负荷引起的高血压 sEH在肾脏高表达，抑制剂可增加肾脏血流量，同时具有 抑制NFkB激活等抗炎作用 sEH活性与胰岛素抵抗和代谢综合征有关 特异性sEH抑制剂已通过I期临床试验。Hammock实验室 最新的抑制剂（IND)已向NIH申请，通过后将向发展中国 家免费提供进行临床试验 28 抑制sEH活性有望成为难治性高血压的新靶点 Acknowledgements U