Mechanisms Underlying Sympathetic Activation-dependent Endothelial Cell Activation by Chronic Intermittent Hypoxia

慢性间歇性缺氧导致交感神经激活依赖性内皮细胞激活的机制

基本信息

  • 批准号:
    10409555
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-15 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary- Project 3 Patients with sleep apnea (SA) and rodents exposed to intermittent hypoxia (IH), a hallmark of SA, exhibit endothelial cell (EC) activation, which is an early pathologic event in the development of cardiovascular disease. When activated, ECs express increased levels of pro-inflammatory cytokines and cell adhesion molecules leading to leukocyte adhesion to EC. The overall goal of Project 3 is to determine the mechanisms underlying EC activation caused by SA/IH. Our preliminary data from IH-exposed mice and aortic ECs suggest that SA/IH-induced EC activation is not caused directly by IH but secondarily by IH-induced sympathetic activation-derived epinephrine (not by norepinephrine). Furthermore, we found that treating ECs with epinephrine activates hypoxia-inducible factor (HIF)-1, and increases glycolysis, both of which we recently found to be required for EC activation under abnormal blood flow. Based on the preliminary data, Project 3 will test the hypothesis that SA/IH causes EC activation indirectly via sympathetic activation-derived epinephrine, which through β2-adrenergic receptors activates HIF-1α leading to upregulation of glycolysis, which is required for EC activation. We will test our hypothesis in three specific aims in two models of SA/IH: (1) experimental exposure of IH and (2) mice with spontaneous SA. In Aim 1, we will determine whether sympathetic activation- derived epinephrine mediates IH-induced EC activation and macrophage adhesion. In Aim 2, we will determine whether β2-adrenergic receptors are required for IH-induced EC activation. In Aim 3, we will determine whether IH-induced epinephrine causes EC activation through HIF-1-dependent manner and further assess the mechanism(s) by which HIF-1 is activated by IH-induced epinephrine. In Aim 4, we will determine whether increased glycolysis by HIF-1 is required for IH-induced EC activation. Project 3 has tight thematic linkages to Projects 1, 2, and 4 and utilizes Core B facilities for: a) exposing mice to IH, b) maintenance and genotyping of genetically engineered mice; c) quantitative real-time-PCR analysis. Members of the investigative team have long-standing experience and expertise with the proposed approaches and excellent track record of working together for number of years as evidenced by joint publications. The proposed studies will provide a framework for understanding the specific role of CIH-induced sympathetic activation in causing EC inflammation. Findings from the proposed studies will allow us to determine whether epinephrine/β2-adrenergic receptor signaling can be targeted to alleviate SA/IH-induced EC activation and the resulting cardiovascular disease.
项目总结 - 项目 3 患有睡眠呼吸暂停 (SA) 的患者和暴露于间歇性缺氧 (IH)(SA 的一个标志)的啮齿类动物表现出 内皮细胞(EC)激活,这是心血管疾病发展的早期病理事件 当被激活时,ECs 表达的促炎细胞因子和细胞粘附水平增加。 导致白细胞粘附到 EC 的分子 项目 3 的总体目标是确定其机制。 我们对暴露于 IH 的小鼠和主动脉 EC 的初步数据表明,SA/IH 引起了潜在的 EC 激活。 SA/IH 诱导的 EC 激活不是由 IH 直接引起的,而是由 IH 诱导的交感神经引起的 此外,我们发现用激活衍生的肾上腺素(不是去甲肾上腺素)治疗EC。 肾上腺素激活缺氧诱导因子(HIF)-1,并增加糖酵解,这两者我们最近 根据初步数据,项目3将发现在异常血流情况下需要EC激活。 检验 SA/IH 通过交感神经激活衍生的肾上腺素间接引起 EC 激活的假设, 它通过 β2-肾上腺素能受体激活 HIF-1α,导致糖酵解上调,这是必需的 我们将在两个 SA/IH 模型中测试我们的三个特定目标的假设:(1)实验 IH 和 (2) 自发性 SA 小鼠的暴露 在目标 1 中,我们将确定交感神经激活是否- 衍生的肾上腺素介导 IH 诱导的 EC 激活和巨噬细胞粘附。在目标 2 中,我们将确定。 IH 诱导的 EC 激活是否需要 β2-肾上腺素受体。在目标 3 中,我们将确定是否需要。 IH 诱导的肾上腺素通过 HIF-1 依赖性方式引起 EC 激活,并进一步评估 IH 诱导的肾上腺素激活 HIF-1 的机制 在目标 4 中,我们将确定是否存在。 HIF-1 增加的糖酵解是 IH 诱导的 EC 激活所必需的,项目 3 与主题紧密相关。 项目 1、2 和 4 并利用核心 B 设施:a) 将小鼠暴露于 IH,b) 维持和基因分型 基因工程小鼠;c) 研究小组成员进行了定量实时 PCR 分析。 对拟议方法的长期经验和专业知识以及出色的工作记录 联合出版物证明了合作多年。拟议的研究将提供一个框架。 了解 CIH 诱导的交感神经激活在引起 EC 炎症中的具体作用。 拟议的研究将使我们能够确定肾上腺素/β2-肾上腺素能受体信号传导是否可以 旨在减轻 SA/IH 诱导的 EC 激活以及由此产生的心血管疾病。

项目成果

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