在缺乏瞬时受体电位香草酸型1(TRPV1)通道的小鼠中,2-肾-1-夹式高血压并未得到缓解
《Frontiers in Physiology》:2-Kidney-1-clip hypertension is not attenuated in mice lacking the transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) channel
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时间:2025年11月28日
来源:Frontiers in Physiology 3.4
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TRPV1基因敲除小鼠中肾血管性高血压未受影响,揭示物种差异及非TRPV1通道的可能作用。
研究团队针对TRPV1通道在小鼠肾血管高血压模型中的作用进行了系统性探索。实验分为两个核心部分:首先通过神经追踪和免疫荧光技术定量分析小鼠肾感觉神经元中TRPV1的表达比例;其次在2K1C手术模型中比较野生型与TRPV1基因敲除小鼠的血压调控机制差异。
在神经解剖学研究中,实验团队采用逆行追踪标记法结合AlexaFluor 647荧光探针定位肾感觉神经元。结果显示,术后18-21天,T10-L2节段背根神经节(DRG)内可逆行标记的肾神经节细胞数量与假手术组无显著差异。免疫荧光检测显示约60%的肾感觉神经元表达TRPV1通道蛋白,该比例显著低于已发表的啮齿类动物研究数据(约85%在同类实验中观察到)。值得注意的是,IB4标记的非肽能神经元与TRPV1共表达的细胞比例在两组间均未呈现统计学差异。
该发现提示TRPV1可能在小鼠肾神经节细胞中仅作为辅助性受体存在。实验通过比较肾动脉钳(2K1C)术后不同遗传背景小鼠的血压变化,评估TRPV1通道在高血压形成中的贡献。结果显示,野生型与TRPV1基因敲除小鼠在术后第2天均出现收缩压(SBP)和舒张压(DBP)的显著升高,且维持时间与野生型无统计学差异。每日平均动脉压(ABP)在野生型组(133±5 mmHg)与TRPV1敲除组(128±6 mmHg)间未发现显著差异(p>0.05)。神经节后阻断实验进一步验证了这一结论,两组在氯 iso sensamine(4 mg/kg)诱导的降压反应幅度上未呈现显著差异。
实验还特别考察了性别差异的影响。在雄性小鼠中,TRPV1敲除组基础心率(HR)较野生型低8±2次/分(p<0.01),但术后心率的性别间差异未达显著水平。雌性实验组中,野生型与TRPV1敲除组在ABP、HR等指标上均未显示统计学差异。值得注意的是,术后肾脏质量的显著减少(约40%)在两组间完全一致,提示肾血管钳引起的血流动力学改变可能独立于TRPV1通道的活性状态。
讨论部分深入分析了物种差异的可能机制。研究指出,TRPV1在感觉神经元中的表达比例存在显著的物种特异性,人类与大鼠的TRPV1阳性神经元比例(85%以上)显著高于小鼠(60%)。这种差异可能源于不同物种中神经肽受体复合体的组成差异,例如TRPV1常与钙调蛋白相关激酶(CaMKII)或瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)形成异源二聚体,但在小鼠中尚未发现此类复合物。
实验还探讨了TRPV1通道介导的神经信号传导路径。尽管化学消融技术(如外周应用高浓度辣椒素)在啮齿类动物中已证实可有效破坏TRPV1阳性神经元的信号传导,但本实验发现敲除TRPV1并未改变术后神经节后阻滯实验中的降压幅度,提示可能存在其他代偿性信号通路。例如,在TRPV1阴性神经元中可能存在其他瞬时受体电位通道(如TRPV4、TRPV6)或离子通道(如 Nav1.8、Nav1.7)介导的信号传导。
研究团队进一步排除了性别差异的影响。通过分析雄性与雌性样本,发现TRPV1敲除组在术后14-22天的心率降低现象与野生型组存在显著差异(p<0.01),但这一差异未在血压参数中体现。这提示性别因素可能通过影响心率反射间接影响血压调控,而TRPV1通道在此过程中可能不起主导作用。
在技术方法学层面,研究采用改进的逆行追踪标记技术,通过3次递进式注射(每次500 nL)确保肾神经节细胞标记的完整性。免疫荧光实验中创新性地结合了双标记检测(WGA-647与TRPV1抗体联用),并引入IB4标记物区分肽能神经元与非肽能神经元。定量分析采用双盲独立计数法,并通过细胞直径测量(10-29 μm范围)验证了神经节细胞的成熟度。
实验设计的严谨性体现在多维度验证体系:1)采用野生型与基因敲除 littermates 排除遗传背景干扰;2)通过心率监测和神经节后阻断实验双重验证交感神经激活状态;3)结合组织形态学(肾质量测量)与血流动力学参数(ABP、PP等)进行综合评估。值得注意的是,尽管术后肾脏质量减少达40%,但血压升高的幅度未显示相关性,提示可能存在其他代偿机制。
研究结论挑战了传统认知,提示TRPV1通道在小鼠肾血管高血压中的贡献有限。可能的解释包括:1)TRPV1在肾神经节中仅作为辅助受体参与信号传导;2)存在其他TRPV家族成员(如TRPV4)或相关离子通道(如HCN通道)介导的神经信号;3)TRPV1阴性神经元可能通过其他机制(如牵张感受器或化学感受器)参与血压调控。该发现对临床转化具有指导意义,提示针对TRPV1通道的降压策略可能需要联合其他离子通道靶向治疗。
研究同时揭示了小鼠与大鼠在TRPV1介导的神经调控机制上的关键差异。前期研究显示,在2K1C高血压模型中,大鼠TRPV1敲除组血压显著低于野生型(Stocker and Sullivan, 2023),而本实验中小鼠未呈现类似效应。这种物种特异性差异可能源于:1)TRPV1在感觉神经元中的表达比例差异(60% vs 85%);2)神经肽分布特征不同(如 CGRP 在大鼠肾神经节中表达量更高);3)信号传导通路中其他蛋白的协同作用(如 PKCε 在TRPV1信号转导中的调节作用)。
未来研究可聚焦于以下方向:1)开发TRPV1条件性敲除系统,区分先天性与后天性TRPV1缺失的差异;2)采用多模态检测技术(如钙成像、双光子显微镜)实时观测肾神经节细胞电活动;3)深入解析TRPV1阴性神经元中的其他离子通道(如TRPV4、Tetrodotoxin-resistant sodium channels)的潜在作用。这些研究将有助于建立更精确的动物模型,为开发靶向肾神经信号通路的抗高血压药物提供理论依据。
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