诱导性Ift88基因敲除小鼠呈现轻度肺动脉高压特征：纤毛功能障碍与血管重塑的新关联

《Physiological Reports》：Inducible Ift88-deficient mice show features consistent with mild pulmonary hypertension

本研究首次报道了在他莫昔芬诱导的全局性Ift88基因敲除（KO）小鼠模型中，早在基因删除后2周即出现肺动脉高压（PH）的早期特征，包括右心室收缩压（RVSP）升高、肺阻力动脉壁细胞增殖增加。14周后出现动脉壁增厚和平滑肌α-肌动蛋白（SMA）表达上调，提示血管重塑。研究排除了早期肺部炎症或内皮-间质转化（EndMT）的参与，表明Ift88缺失通过促进肺血管壁细胞增殖直接驱动PH发生，为纤毛病与PH的关联提供了新的实验证据。

　　

引言

纤毛内转运蛋白88（IFT88）是初级纤毛和动纤毛形成所必需的蛋白。在人类和小鼠模型中，Ift88基因突变会导致肾囊肿、上皮细胞增殖和免疫应答受损。肺动脉高压（PH）是一种以肺血管代谢异常和免疫炎症介质导致血管收缩和重塑为特征的致命性疾病。内皮-间质转化（EndMT）在PH的发病机制中起关键作用，而内皮细胞特异性Ift88敲除会促进内皮细胞增殖和EndMT。本研究提出假设：全局性Ift88基因缺失会导致PH的发生。

方法

研究使用了在他莫昔芬诱导下表达Cre重组酶的Ift88 floxed小鼠（Ift88 KO）作为实验组，以不表达Cre的floxed小鼠作为对照组。在基因删除后2周和14周两个时间点，评估了PH的相关指标。主要检测指标包括：通过经膈膜途径测量右心室收缩压（RVSP）作为肺动脉压力的替代指标；计算 Fulton 指数（右心室/左心室+室间隔重量比）以评估右心室肥厚；通过免疫荧光染色分析肺小动脉（外径<60 μm）的血管壁厚度和平滑肌α-肌动蛋白（SMA）的表达；通过免疫组织化学检测动脉壁细胞增殖标志物Ki67；并评估了EndMT标志物（CD31, SMA）以及炎症相关指标（IL-22, 胶原V, T_H17细胞）。

结果

1. Ift88 KO小鼠呈现轻度PH特征

在基因删除后2周，Ift88 KO（Cre+）小鼠的RVSP显著高于对照组（Cre-）小鼠，表明存在早期PH特征。此时未观察到Fulton指数、心率、血细胞比容或体重的组间差异。RVSP与基因型呈显著正相关。将数据按性别分析显示潜在的女性偏向，Ift88 KO雌性小鼠的RVSP相较于对照组雌性小鼠有接近显著的升高（p < 0.0568）。在此早期时间点，未检测到肺动脉壁增厚。

在基因删除后14周，当Ift88 KO小鼠已出现气道纤毛病、重塑和肺部炎症时，两组间的RVSP不再有显著差异。然而，事后无监督聚类分析显示，对照组小鼠的RVSP值分为两组（<30 mmHg和>30 mmHg），而所有Ift88 KO小鼠的RVSP均高于30 mmHg。与RVSP <30 mmHg的对照组相比，Ift88 KO小鼠的RVSP显著更高。在此时间点，Ift88 KO小鼠的肺动脉壁厚度和SMA表达面积均显著高于对照组，表明出现了肺血管重塑。

2. Ift88 KO小鼠PH发展的潜在机制

在基因删除后2周，Ift88 KO小鼠肺小动脉壁内的Ki67阳性细胞百分比显著高于对照组，表明血管壁细胞增殖增加。这种增殖并未局限于管腔或中膜特定区域。然而，在此早期时间点，EndMT标志物CD31和SMA的表达在两组间无显著差异。

为了探究炎症的作用，研究人员检测了IL-22、自身抗原胶原V以及T_H17细胞。在基因删除后2周，Ift88 KO与对照组小鼠在肺组织整体、上皮区域或血管周围区域的IL-22免疫反应性、胶原V免疫反应性以及T_H17细胞百分比均无显著差异。这表明在Ift88缺失早期，肺部炎症并非导致PH表型的主要原因。

讨论

本研究报告了一项新发现：在成年诱导性全局Ift88基因敲除小鼠中，出现了轻度PH的特征，如RVSP升高、肺动脉壁细胞增殖和血管壁增厚。RVSP升高和细胞增殖发生在该品系小鼠先前报道的纤毛病或其他并发症出现之前。

数据表明，Ift88缺失导致PH的一个潜在机制是动脉壁细胞的增殖增加，这与体外研究结果一致。尽管在早期时间点未观察到EndMT标志物的变化，但在后期时间点SMA表达上调与血管壁增厚同时出现，提示了肺血管重塑。

在14周时间点的对照组中，RVSP值出现聚类现象，而所有Ift88 KO小鼠的RVSP均高于30 mmHg，结合其存在的肺血管重塑，提示Ift88 KO小鼠在后期时间点可能仍存在PH。

在早期时间点未检测到肺部炎症或EndMT的证据，表明炎症可能不是在Ift88缺失后2周内驱动PH早期表现的根本原因，但不能排除其在后期阶段的贡献。

由于本研究使用的是全局性Ift88敲除模型，无法将PH表型特异性地归因于内皮细胞或平滑肌细胞的Ift88基因缺失。此外，也不能完全排除他莫昔芬给药、全局性Ift88缺失、相关的体重增加和饮食控制对这些小鼠心血管生理的潜在影响。