Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thromboxane thúc đẩy sự cam kết của kiểu hình cơ trơn nhưng không gây tái cấu trúc động mạch phổi ở trẻ sơ sinh trong tình trạng thiếu oxy
Tóm tắt
Tăng huyết áp phổi dai dẳng ở trẻ sơ sinh (PPHN) được đặc trưng bởi sự co mạch và tái cấu trúc mạch máu phổi. Tái cấu trúc được cho là phản ứng với các yếu tố kích thích vật lý hoặc hóa học, bao gồm các chất trung gian viêm tiền nguyên phân như thromboxane. Mục tiêu của chúng tôi là xem xét tác động của tình trạng thiếu oxy và tín hiệu thromboxane ex vivo và in vitro đối với sự cam kết kiểu hình, gia nhập chu kỳ tế bào và sự phát triển của tế bào cơ mạch từ động mạch phổi của trẻ sơ sinh PPHN và nhóm đối chứng trong nuôi cấy mô. Để kiểm tra các tác động đồng thời của thiếu oxy và thromboxane đối với sự phát triển của tế bào cơ mạch, các tế bào cơ mạch động mạch phổi từ lợn sơ sinh được nuôi trong môi trường nuôi cấy 21% O2 (có oxy) hoặc 10% O2 (không có oxy) trong 3 ngày, với việc thêm thromboxane mimetic U46619 (10−9 đến 10−5 M) hoặc dung môi hàng ngày. Sự sống sót của tế bào được phát hiện qua xét nghiệm MTT. Để xác định tác động của việc tiếp xúc lâu dài với thromboxane (so với huyết thanh toàn phần) đối với sự kích hoạt tái cấu trúc động mạch, PPHN được khởi phát ở lợn con sơ sinh bằng cách tiếp xúc thiếu oxy trong 3 ngày (FiO2 0.10); các mẫu đối chứng là lợn con 3 ngày tuổi có oxy và lợn con 0 ngày tuổi. Các tế bào động mạch phổi thế hệ thứ ba được phân đoạn và nuôi cấy trong 3 ngày trong dung dịch đệm sinh lý, môi trường Ham's F-12 (có hoặc không có 10% huyết thanh bê thai) hoặc môi trường chứa 10−6 M U46619. Tổng hợp DNA được đo bằng sự hấp thụ 3H-thymidine, tổng hợp protein qua sự hấp thụ 3H-leucine, và sự phát triển thông qua nhuộm miễn dịch cho Ki67. Gia nhập chu kỳ tế bào được nghiên cứu qua quang học quét laser các nhân trong lớp cơ mạch động mạch sau khi nhuộm iodide propidium. Sự cam kết kiểu hình được xác định bằng cách nhuộm miễn dịch lớp cơ mạch cho chuỗi nặng myosin và desmin, định lượng bằng quang học quét laser. Các phân nhóm tế bào cơ mạch co bóp và tổng hợp có phản ứng khác nhau với thách thức thromboxane. U46619 làm giảm sự phát triển của cả tế bào cơ mạch tổng hợp và co bóp. Các động mạch PPHN cho thấy sự tổng hợp protein giảm trong tất cả các điều kiện nuôi cấy. Các động mạch phổi được bổ sung huyết thanh và điều trị bằng U46619 có giảm số lượng tế bào trong pha G1/G0 và tăng số lượng tế bào trong pha S và G2/M. Khi thiếu huyết thanh, các động mạch phổi PPHN được ủ với U46619 cho thấy sự gia nhập chu kỳ tế bào bị dừng lại (tăng G0/G1, giảm S và G2/M) và sự gia tăng của các dấu hiệu kiểu hình co bóp. Chúng tôi kết luận rằng thromboxane không khởi động sự không phân hoá kiểu hình và sự kích hoạt phát triển ở các động mạch phổi PPHN. Việc tiếp xúc với thromboxane kích hoạt sự thoát khỏi chu kỳ tế bào và cam kết kiểu hình co bóp của tế bào cơ mạch.
Từ khóa
#tăng huyết áp phổi #thromboxane #tế bào cơ mạch #kiểu hình #thiếu oxyTài liệu tham khảo
Berger S, Konduri GG. Pulmonary hypertension in children: the twenty-first century. Pediatr Clin N Am. 2006;53:961–87. x.
Jeffery TK, Wanstall JC. Pulmonary vascular remodeling: a target for therapeutic intervention in pulmonary hypertension. Pharmacol Ther. 2001;92:1–20.
Dakshinamurti S. Pathophysiologic mechanisms of persistent pulmonary hypertension of the newborn. Pediatr Pulmonol. 2005;39:492–503.
Pak O, Aldashev A, Welsh D, Peacock A. The effects of hypoxia on the cells of the pulmonary vasculature. Eur Respir J. 2007;30:364–72.
Steinhorn RH. Nitric oxide and beyond: new insights and therapies for pulmonary hypertension. J Perinatol. 2008;28 Suppl 3:S67–71.
Weinberger B, Weiss K, Heck DE, Laskin DL, Laskin JD. Pharmacologic therapy of persistent pulmonary hypertension of the newborn. Pharmacol Ther. 2001;89:67–79.
Soukka H, Viinikka L, Kaapa P. Involvement of thromboxane A2 and prostacyclin in the early pulmonary hypertension after porcine meconium aspiration. Pediatr Res. 1998;44:838–42.
Hammerman C, Komar K, Abu-Khudair H. Hypoxic vs septic pulmonary hypertension. Selective role of thromboxane mediation. Am J Dis Child. 1988;142:319–25.
Cogolludo A, Moreno L, Bosca L, Tamargo J, Perez-Vizcaino F. Thromboxane A2-induced inhibition of voltage-gated K+ channels and pulmonary vasoconstriction: role of protein kinase Czeta. Circ Res. 2003;93:656–63.
Ermert M, Kuttner D, Eisenhardt N, Dierkes C, Seeger W, Ermert L. Cyclooxygenase-2-dependent and thromboxane-dependent vascular and bronchial responses are regulated via p38 mitogen-activated protein kinase in control and endotoxin-primed rat lungs. Lab Invest. 2003;83:333–47.
Fike CD, Kaplowitz MR, Pfister SL. Arachidonic acid metabolites and an early stage of pulmonary hypertension in chronically hypoxic newborn pigs. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2003;284:L316–23.
Fike CD, Pfister SL, Kaplowitz MR, Madden JA. Cyclooxygenase contracting factors and altered pulmonary vascular responses in chronically hypoxic newborn pigs. J Appl Physiol. 2002;92:67–74.
Jankov RP, Belcastro R, Ovcina E, Lee J, Massaeli H, Lye SJ, et al. Thromboxane A(2) receptors mediate pulmonary hypertension in 60 % oxygen-exposed newborn rats by a cyclooxygenase-independent mechanism. Am J Respir Crit Care Med. 2002;166:208–14.
Fike CD, Zhang Y, Kaplowitz MR. Thromboxane inhibition reduces an early stage of chronic hypoxia-induced pulmonary hypertension in piglets. J Appl Physiol. 2005;99:670–6.
Cathcart MC, Tamosiuniene R, Chen G, Neilan TG, Bradford A, O’Byrne KJ, et al. Cyclooxygenase-2-linked attenuation of hypoxia-induced pulmonary hypertension and intravascular thrombosis. J Pharmacol Exp Ther. 2008;326:51–8.
Snow JB, Kitzis V, Norton CE, Torres SN, Johnson KD, Kanagy NL, et al. Differential effects of chronic hypoxia and intermittent hypocapnic and eucapnic hypoxia on pulmonary vasoreactivity. J Appl Physiol. 2008;104:110–8.
Christman BW, McPherson CD, Newman JH, King GA, Bernard GR, Groves BM, et al. An imbalance between the excretion of thromboxane and prostacyclin metabolites in pulmonary hypertension. N Engl J Med. 1992;327:70–5.
Bui KC, Hammerman C, Hirschl R, Snedecor SM, Cheng KJ, Chan L, et al. Plasma prostanoids in neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Influence of meconium aspiration. J Thorac Cardiovasc Surg. 1991;101:612–7.
Bui KC, Martin G, Kammerman LA, Hammerman C, Hill V, Short BL. Plasma thromboxane and pulmonary artery pressure in neonates treated with extracorporeal membrane oxygenation. J Thorac Cardiovasc Surg. 1992;104:124–9.
Sood BG, Delaney-Black V, Glibetic M, Aranda JV, Chen X, Shankaran S. PGE2/TXB2 imbalance in neonatal hypoxemic respiratory failure. Acta Paediatr. 2007;96:669–73.
Bui KC, Hammerman C, Hirschl RB, Hill V, Snedecor SM, Schumacher R, et al. Plasma prostanoids in neonates with pulmonary hypertension treated with conventional therapy and with extracorporeal membrane oxygenation. J Thorac Cardiovasc Surg. 1991;101:973–83.
Wedgwood S, Black SM. Molecular mechanisms of nitric oxide-induced growth arrest and apoptosis in fetal pulmonary arterial smooth muscle cells. Nitric Oxide. 2003;9:201–10.
Durmowicz AG, Stenmark KR. Mechanisms of structural remodeling in chronic pulmonary hypertension. Pediatr Rev. 1999;20:e91–102.
Stenmark KR, Fagan KA, Frid MG. Hypoxia-induced pulmonary vascular remodeling: cellular and molecular mechanisms. Circ Res. 2006;99:675–91.
Albinsson S, Nordstrom I, Hellstrand P. Stretch of the vascular wall induces smooth muscle differentiation by promoting actin polymerization. J Biol Chem. 2004;279:34849–55.
Albinsson S, Hellstrand P. Integration of signal pathways for stretch-dependent growth and differentiation in vascular smooth muscle. Am J Physiol Cell Physiol. 2007;293:C772–82.
Steinhorn RH, Morin 3rd FC, Fineman JR. Models of persistent pulmonary hypertension of the newborn (PPHN) and the role of cyclic guanosine monophosphate (GMP) in pulmonary vasorelaxation. Semin Perinatol. 1997;21:393–408.
Dakshinamurti S, Mellow L, Stephens NL. Regulation of pulmonary arterial myosin phosphatase activity in neonatal circulatory transition and in hypoxic pulmonary hypertension: a role for CPI-17. Pediatr Pulmonol. 2005;40:398–407.
Santhosh K, Elkhateeb O, Nolette N, Outbih O, Halayko A, Dakshinamurti S. Milrinone attenuates thromboxane receptor-mediated hyperresponsiveness in hypoxic pulmonary arterial myocytes. Br J Pharmacol. 2011;163:1223–36.
Fediuk J, Gutsol A, Nolette N, Dakshinamurti S. Thromboxane-induced actin polymerization in hypoxic pulmonary artery is independent of Rho. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2012;302:L13–26.
Darzynkiewicz Z, Halicka HD, Zhao H. Analysis of cellular DNA content by flow and laser scanning cytometry. Adv Exp Med Biol. 2010;676:137–47.
Postolow F, Fediuk J, Nolette N, Hinton M, Dakshinamurti S. Hypoxia and nitric oxide exposure promote apoptotic signaling in contractile pulmonary arterial smooth muscle but not in pulmonary epithelium. Pediatr Pulmonol. 2011;46:1194–208.
Hwang SJ, Lee KH, Hwang JH, Choi CW, Shim JW, Chang YS, et al. Factors affecting the response to inhaled nitric oxide therapy in persistent pulmonary hypertension of the newborn infants. Yonsei Med J. 2004;45:49–55.
Mandegar M, Fung YC, Huang W, Remillard CV, Rubin LJ, Yuan JX. Cellular and molecular mechanisms of pulmonary vascular remodeling: role in the development of pulmonary hypertension. Microvasc Res. 2004;68:75–103.
Stenmark KR, Frid M, Nemenoff R, Dempsey EC, Das M. Hypoxia induces cell-specific changes in gene expression in vascular wall cells: implications for pulmonary hypertension. Adv Exp Med Biol. 1999;474:231–58.
Itoh S, Lu R, Bao Y, Morrow JD, Roberts LJ, Schuster VL. Structural determinants of substrates for the prostaglandin transporter PGT. Mol Pharmacol. 1996;50:738–42.
Gong Y, Yi M, Fediuk J, Lizotte PP, Dakshinamurti S. Hypoxic neonatal pulmonary arterial myocytes are sensitized to ROS-generated 8-isoprostane. Free Radic Biol Med. 2010;48:882–94.
Henry PJ, D’Aprile A, Self G, Hong T, Mann TS. Inhibitors of prostaglandin transport and metabolism augment protease-activated receptor-2-mediated increases in prostaglandin E2 levels and smooth muscle relaxation in mouse isolated trachea. J Pharmacol Exp Ther. 2005;314:995–1001.
Schober A. Chemokines in vascular dysfunction and remodeling. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008;28:1950–9.
Stenmark KR, McMurtry IF. Vascular remodeling versus vasoconstriction in chronic hypoxic pulmonary hypertension: a time for reappraisal? Circ Res. 2005;97:95–8.
Gurbanov E, Shiliang X. The key role of apoptosis in the pathogenesis and treatment of pulmonary hypertension. Eur J Cardiothorac Surg. 2006;30:499–507.
Wohrley JD, Frid MG, Moiseeva EP, Orton EC, Belknap JK, Stenmark KR. Hypoxia selectively induces proliferation in a specific subpopulation of smooth muscle cells in the bovine neonatal pulmonary arterial media. J Clin Invest. 1995;96:273–81.
Jeffery TK, Morrell NW. Molecular and cellular basis of pulmonary vascular remodeling in pulmonary hypertension. Prog Cardiovasc Dis. 2002;45:173–202.
Halayko AJ, Solway J. Molecular mechanisms of phenotypic plasticity in smooth muscle cells. J Appl Physiol. 2001;90:358–68.
Voelkel NF, Tuder RM. Cellular and molecular biology of vascular smooth muscle cells in pulmonary hypertension. Pulm Pharmacol Ther. 1997;10:231–41.
Hedin U, Roy J, Tran PK. Control of smooth muscle cell proliferation in vascular disease. Curr Opin Lipidol. 2004;15:559–65.
Davis C, Fischer J, Ley K, Sarembock IJ. The role of inflammation in vascular injury and repair. J Thromb Haemost. 2003;1:1699–709.
Hirenallur SD, Detweiler ND, Haworth ST, Leming JT, Gordon JB, Rusch NJ. Furegrelate, a thromboxane synthase inhibitor, blunts the development of pulmonary arterial hypertension in neonatal piglets. Pulm Circ. 2012;2:193–200.
Sparks MA, Makhanova NA, Griffiths RC, Snouwaert JN, Koller BH, Coffman TM. Thromboxane receptors in smooth muscle promote hypertension, vascular remodeling, and sudden death. Hypertension. 2013;61:166–73.
Nagata T, Uehara Y, Numabe A, Ishimitsu T, Hirawa N, Ikeda T, et al. Regulatory effect of thromboxane A2 on proliferation of vascular smooth muscle cells from rats. Am J Physiol. 1992;263:H1331–8.
Grosser T, Zucker TP, Weber AA, Schulte K, Sachinidis A, Vetter H, et al. Thromboxane A2 induces cell signaling but requires platelet-derived growth factor to act as a mitogen. Eur J Pharmacol. 1997;319:327–32.
Koba S, Pakala R, Watanabe T, Katagiri T, Benedict CR. Synergistic interaction between thromboxane A2 and mildly oxidized low density lipoproteins on vascular smooth muscle cell proliferation. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2000;63:329–35.
Nagano K, Toba K, Akishita M, Watanabe T, Kozaki K, Eto M, et al. Prostanoids regulate proliferation of vascular smooth muscle cells induced by arginine vasopressin. Eur J Pharmacol. 2000;389:25–33.
Pakala R, Benedict CR. Thromboxane A2 fails to induce proliferation of smooth muscle cells enriched with eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 1999;60:275–81.
Ko FN, Yu SM, Kang YF, Teng CM. Characterization of the thromboxane (TP-) receptor subtype involved in proliferation in cultured vascular smooth muscle cells of rat. Br J Pharmacol. 1995;116:1801–8.
Bardy N, Karillon GJ, Merval R, Samuel JL, Tedgui A. Differential effects of pressure and flow on DNA and protein synthesis and on fibronectin expression by arteries in a novel organ culture system. Circ Res. 1995;77:684–94.
Zeidan A, Nordstrom I, Dreja K, Malmqvist U, Hellstrand P. Stretch-dependent modulation of contractility and growth in smooth muscle of rat portal vein. Circ Res. 2000;87:228–34.
Lindqvist A, Nordstrom I, Malmqvist U, Nordenfelt P, Hellstrand P. Long-term effects of Ca(2+) on structure and contractility of vascular smooth muscle. Am J Physiol. 1999;277:C64–73.
Kolpakov V, Rekhter MD, Gordon D, Wang WH, Kulik TJ. Effect of mechanical forces on growth and matrix protein synthesis in the in vitro pulmonary artery. Analysis of the role of individual cell types. Circ Res. 1995;77:823–31.
Thorne GD, Shimizu S, Paul RJ. Hypoxic vasodilation in porcine coronary artery is preferentially inhibited by organ culture. Am J Physiol Cell Physiol. 2001;281:C24–32.
Lindqvist A, Nilsson BO, Hellstrand P. Inhibition of calcium entry preserves contractility of arterial smooth muscle in culture. J Vasc Res. 1997;34:103–8.
Hellstrand P, Albinsson S. Stretch-dependent growth and differentiation in vascular smooth muscle: role of the actin cytoskeleton. Can J Physiol Pharmacol. 2005;83:869–75.