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Mg2+在心血管系统中起着重要的作用,但它的分子机制很大程度上仍未知。哺乳动物细胞通过特定的调控机制,调节细胞膜上镁转运体对Mg2+的吸收和释放,以及Mg2+在细胞内的贮存,从而将镁浓度严格控制在一定的范围内(0.70-1.1 mmol/L)。溶质载体家族41(SLC41)包含SLC41A1、SLC41A2、SLC41A3三个成员。基于它们与细菌镁离子通道MgtE的远同源性可知,它们都与Mg2+的转运有关。其中,SLC41A1和SLC41A2已经被确认为是Mg2+转运蛋白,而SLC41A3分子生物学和具体功能尚不明确。肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)发病过程中的病理变化主要是由肺动脉平滑肌细胞(pulmonary aterial smooth muscle,PASMCs)中Ca2+稳态失衡所导致。研究表明,Ca2+决定着细胞的收缩、增殖、迁移和分泌,而这一机制可被Mg2+逆向调节。本研究通过一次性腹腔注射野百合碱(Monocrotaline,MCT)构建PAH大鼠模型,在此基础上调整大鼠摄取Mg2+的量,观察SLC41A1、SLC41A2、SLC41A3蛋白以及mRNA的表达变化,分别从mRNA和蛋白质等分子水平,探讨细胞内Mg2+浓度的变化在PAH发病中的作用及机制,为PAH发病机制的研究,及其治疗的突破寻找更多的实验依据支持。目的:观察Mg2+及其转运体SLC41A1、SLC41A2、SLC41A3在MCT所致PAH大鼠中的作用及机制,为PAH发病机制的研究及靶向治疗提供新的理论依据。方法:(1)MCT模型制备:健康雄性SD大鼠150-160g随机分对照组(CON组)和MCT组,MCT组按50mg/kg一次性腹腔注射MCT后随机分为0、3、7、14、21d五组。大鼠常规饲养21d,记录每日体重及生存率。(2)补镁治疗模型制备与分组健康雄性SD大鼠(清洁级)150-160g随机分为补镁治疗MCT组和补镁治疗对照组两大组,补镁治疗MCT组,大鼠均按50mg/kg剂量一次性腹腔注射MCT,再随机分为五组:(1)10%MgSO4 5mL/kg/d灌胃组(MCT+Mg-5IG组),(2)10%MgSO4 10mL/kg/d灌胃组(MCT+Mg-10IG组),(3)10%MgSO4 1mL/kg/d腹腔注射组(MCT+Mg-1IP组),(4)10%MgSO4 2mL/kg/d腹腔注射组(MCT+Mg-2IP组),(5)MCT组;对照组(CON组)再随机分为两组:(1)10%MgSO4 10mL/kg/d灌胃(CON+Mg-10IG组)和(2)空白对照(CON组)。大鼠常规饲养21d,记录每日体重及生存率。(3)采用血流动力学方法,测定大鼠肺动脉收缩压(pulmonary arterial systolic pressure,PASP),右心室重量指数(right ventricular mass index,RVMI);(4)采用Realtime Q-PCR和Western blot检测方法,测定大鼠PAs标本SLC41A1、SLC41A2、SLC41A3蛋白和mRNA表达水平。结果:与正常组相比,(1)MCT注射后的早期大鼠PASP及对应的RVMI尚未升高,1w时开始升高,随后呈时间依赖性升高直到3w,肺小动脉管壁平滑肌肌层明显增厚,管腔狭窄,提示模型制备成功;(2)3w时,PAH模型大鼠的生存率和体重均显著性下降;(3)2w及3w时,PAH模型大鼠PAs SLC41A1、SLC41A2的mRNA表达水平显著性增高,而SLC41A3的mRNA表达水平显著性降低;(4)3w时,PAH模型大鼠PAs标本SLC41A1、SLC41A2的蛋白表达水平显著性增高,而SLC41A3的蛋白表达水平显著性降低。补镁后,与PAH模型大鼠相比,3w时,(1)PAH补镁模型大鼠的PASP及对应的RVMI均显著下降,且MCT+Mg-10IG组效果更显著;(2)PAH补镁模型大鼠的生存率和体重均显著升高,且MCT+Mg-10IG组效果更显著;(3)PAH补镁模型大鼠PAs上SLC41A1、SLC41A2的mRNA表达水平显著性降低,而SLC41A3 mRNA表达水平显著性升高,且MCT+Mg-10IG组组效果更显著。结论:PAH模型大鼠PASMCs中,镁转运体SLC41A1、SLC41A2 mRNA和蛋白表达水平明显增高,SLC41A3蛋白和mRNA表达水平明显降低。表明在PAH发病过程中SLC41A1、SLC41A2及SLC41A3可能发挥了重要作用。补镁后,SLC41A1、SLC41A2、SLC41A3的mRNA表达水平变化被逆转。因此,PAH发病过程中适度调整PAs上镁转运蛋白的表达有利于维持[Mg2+]i的动态平衡,有效缓解PAs压力的持续升高,延缓PAH的发生发展。本研究为PAH发病机制的研究及防治提供了新的科研思路。