一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，所述动物模型为小鼠，所述钙调控机制紊乱为通过基因突变抑制小鼠体内肌浆网/内质网钙ATP酶2(SERCA2)基因表达产物的活性,造成钙调控机制紊乱，导致显著的肺血管重构和右心室收缩压随年龄增加。针对钙调控紊乱及其下游相关机制的干预可以有效改善肺血管重构。本发明专利技术构建了基于钙调控紊乱相关机制的新型肺血管重构和肺动脉高压的动物模型，可有效模拟肺动脉高压病人的肺血管重构病变，用于研究肺动脉高压发病机制、病变进程和药物筛选。病变进程和药物筛选。病变进程和药物筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用


[0001]本专利技术属于通过医学动物模型筛选治疗药物的研究领域，具体涉及一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用。

技术介绍

[0002]肺高血压(pulmonary hypertension，PH)是一种较难治愈的慢性心血管疾病，发病机制复杂且预后差。PH是指各种原因导致的肺动脉压力升高(海平面静息状态下右心导管测定的肺动脉平均压≥25mmHg)，包括肺动脉高压、左心疾病所致PH、肺部疾病(或)低氧所致PH、肺动脉阻塞所致PH以及未知因素和(或)多因素所致PH。PH的主要特征是肺血管重构引起阻力进行性升高，最终导致右心衰竭。临床表现为劳力性呼吸困难、晕厥、心绞痛等。
[0003]在各类PH中，肺动脉高压病变最为严重，尤其是发生区别于其他类型PH的丛状病变。特发性肺动脉高压是最常见的肺动脉高压，在活性氧增多的疾病中发病率明显增加，例如肥胖和糖尿病。肺动脉高压发病率约有1％，在65岁以上人群高达5
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10％。肺动脉高压特征是远端中小肺动脉发生重构，形成丛状病变，造成管腔横截面积缩小，增加肺血管阻力。有相当比例的肺动脉高压患者也同时发生肺静脉重构。肺动脉高压患者5年生存率在未经治疗时约为20％，经靶向药物治疗虽提高到50％左右，但治疗费用极其昂贵，造成巨大的经济负担。低氧引起肺动脉收缩和重构是最常用肺动脉高压模型。血管内皮毒物野百合碱导致的肺动脉重构接近结缔组织病相关肺动脉高压，与炎症有关。血流动力学改变(体动脉
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腔静脉分流、一侧肺叶切除等)造成肺动脉压力增加，导致肺动脉重构和肺动脉高压。这些肺动脉高压动物模型在病理学方面不能完全模拟人类梗阻性肺动脉高压肺血管重构模式。因此解析肺血管重构的机制，构建模拟临床上肺血管重构和肺动脉高压的动物模型对于药物筛选非常关键。
[0004]近年来，基因工程技术制备肺动脉高压模型前景光明。Beppu等制备了BMPR2(骨形成蛋白受体2，bone morphogenetic protein receptor 2)基因敲除的小鼠(去除外显子4,5)，这种小鼠可以正常生存和繁殖。将这些小鼠暴露在低氧环境中会导致肺小动脉收缩、肌化以及平均肺动脉压升高。Yasuda T等通过基因修饰抑制肺血管平滑肌细胞的BMPR2等位基因的表达，发现在这种小鼠的肺血管出现了类似肺动脉高压丛状病变的血管重构。该模型主要用来模拟家族性肺动脉高压,也常用作药效评估。除了BMPR2敲除模型，还有一些其他的敲除模型，如Said S.I的血管活性肠肽敲除模型，Weng等人建立的载脂蛋白E敲除模型。
[0005]基因工程技术制备肺动脉高压模型方法对技术的要求很高，造模成功率和动物存活率很低。基因靶向技术还未完全成熟，转入的外来基因可能会影响宿主的基因组，造成基因畸变和污染。
[0006]尚未看到肌浆网/内质网钙ATP酶2(sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase 2,SERCA2)基因突变制备的机制清楚的肺动脉高压模型成功的报道。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用。
[0008]本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，所述动物模型为小鼠，所述钙调控机制紊乱为通过基因突变抑制小鼠体内SERCA2基因表达产物的活性。所述基因突变为SERCA2基因第14外显子发生突变，其中，密码子TGT突变成TCC，所述密码子TGT编码C674，所述密码子TCC编码S674。
[0010]所述基因突变引起反映肺动脉压力的右心室收缩压(RVSP)或右心室肥大的Fulton指数随年龄增加。
[0011]所述基因突变导致类似于肺动脉高压病人的肺血管重构，包括肺静脉重构(静脉肥厚)和各种类型的肺动脉重构，所述肺动脉重构为肺动脉中膜肥厚、新生内膜病变、丛状病变、肺小动脉肌化、纤维化和肺动脉血栓。
[0012]所述基因突变促进肺动脉平滑肌细胞、肺动脉内皮细胞和肺静脉平滑肌细胞来源的细胞过度增殖。
[0013]所述基因突变导致肺组织活性氧生成增加，活性氧相关氧化酶表达增加，抗氧化酶表达减少，炎性因子表达增加。
[0014]所述基因突变引起肺动脉平滑肌细胞胞浆钙增加，激活胞浆内钙依赖活化T淋巴细胞核因子NFAT信号通路，抑制过氧化物酶体增殖物激活受体PPARγ，诱导内质网应激，激活IRE1α
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XBP1s信号通路，增加细胞转型相关蛋白和炎性因子的表达，加速细胞周期，促进肺动脉平滑肌细胞转型(增殖和爬行)，抑制NFAT通路、内质网应激或IRE1α
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XBP1s信号通路或是激活PPARγ或SERCA2均可改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型。
[0015]所述肺血管重构或肺动脉高压为活性氧增多相关疾病引起的肺血管重构或肺动脉高压。
[0016]所述肺血管重构或肺动脉高压为SERCA2功能障碍相关疾病引起的肺血管重构或肺动脉高压。
[0017]所述肺血管重构或肺动脉高压为钙调控机制紊乱相关疾病引起的肺血管重构或肺动脉高压。
[0018]本专利技术还提供通过上述动物模型筛选出的治疗肺血管重构或肺动脉高压的药物。
[0019]所述药物为NFAT通路抑制剂环孢霉素A，其抑制NFAT通路，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型。
[0020]所述药物为PPARγ激活剂匹格列酮，其激活PPARγ，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型。
[0021]所述药物为内质网应激抑制剂4
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苯基丁酸，其可抑制内质网应激，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型。4
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苯基丁酸是一种组蛋白去乙酰化酶和内质网应激抑制剂。
[0022]所述药物为基因药物SERCA2b，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型。
[0023]所述药物为IRE1α
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XBP1s通路抑制剂4μ8C，其阻断IRE1α
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XBP1s通路,抑制细胞周期相关蛋白的表达，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型和肺血管重构。4μ8c
是一种有效的和无毒性的IRE1 RNase活化抑制剂。
[0024]所述药物为SERCA2激活剂CDN1163，其激活SERCA2，抑制细胞周期相关蛋白的表达，改善所述基因突变导致的肺动脉平滑肌细胞转型和肺血管重构。
[0025]血管中膜平滑肌细胞过度增殖是引起肺血管重构的重要细胞基础，其表型转换是关键。平滑肌细胞在内环境稳定时处于分化状态，但在一些条件刺激时可发生去分化，具有了增殖、爬行、合成以及诱导炎性反应等能力，包括合成和分泌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，其特征在于，所述动物模型为小鼠，所述钙调控机制紊乱为通过基因突变抑制小鼠体内SERCA2基因表达产物的活性，所述基因突变为SERCA2基因第14外显子发生突变，其中，密码子TGT突变成TCC，所述密码子TGT编码C674，所述密码子TCC编码S674。2.根据权利要求1所述的基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，其特征在于，所述基因突变引起反映肺动脉压力的右心室收缩压或右心室肥大的Fulton指数随年龄增加，导致类似于肺动脉高压病人的肺血管重构，包括肺静脉重构和各种类型的肺动脉重构，所述肺静脉重构为静脉肥厚，所述肺动脉重构为肺动脉中膜肥厚、新生内膜病变、丛状病变、肺小动脉肌化、纤维化和肺动脉血栓。3.根据权利要求1所述的基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，其特征在于，所述基因突变促进肺动脉平滑肌细胞、肺动脉内皮细胞和肺静脉平滑肌细胞来源的细胞过度增殖，肺组织活性氧生成和炎性因子表达增加。4.根据权利要求1所述的基于钙调控机制紊乱的动物模型在治疗肺血管重构或肺动脉高压药物筛选中的应用，其特征在于，所述基因突变引起肺动脉平滑肌细胞胞浆钙增加，激活胞浆内钙依赖活化T淋巴细胞核因子NFAT信号通路，抑制过氧化物酶体增殖物激活受体PPARγ，诱导内质网应激，激活IRE1α
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XBP1s信号通路，增加细胞转型相关蛋白和炎性因子的表达，加速细胞周期，促进肺动脉平滑肌细胞转型，抑制NFAT通路、内质网应激或IRE1α
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XBP1s信号通路或是激活PPARγ或SERCA2均可改善所述基因突变导致的肺...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟晓永，余为民，胡萍萍，肖梨，陈辉，黄小阳，张倩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：