高血压是一种非常常见的疾病，可由体育活动、压力或某些疾病引起。不幸的是，持续的高血压会通过一个叫做“血管重塑”的过程引起血管平滑肌细胞(构成血管壁的细胞)结构的长期变化。如果不加以控制，这种重组会使动脉壁变硬，从而使动脉壁失去适当调整其大小的能力。这反过来又会导致动脉硬化，增加患脑血管疾病的风险。
高血压引发血管重构的原因和方式尚不完全清楚。科学家已经证明巨噬细胞(一种能杀死异物的白细胞)参与了这种转化。具体来说，巨噬细胞从血管外聚集在血管壁内，引起慢性炎症。然而，协调这一过程的底层机制仍然未知。
在这种背景下，来自日本和加拿大的研究人员最近在一项新的研究中研究了血管平滑肌细胞中被称为“兴奋-转录(E-T)耦合”的机制。他们通过从单细胞到整个生物体的实验，揭开了这些细胞中E-T偶联的奥秘，成功地将E-T偶联机制与血管重构联系起来。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，由日本名古屋城市大学的初级副教授铃木义明、山村久雄和今泉佑二，以及加拿大卡尔加里大学的Gerald W. Zamponi和Wayne R. Giles领导。
已知各种类型的细胞都进行E-T耦合。例如，在神经元中，钙离子(Ca2+)通过钙通道进入细胞时的一种兴奋会激活某些转录因子和酶。这些反过来又会触发各种基因的转录。与此同时，尽管在高压力下Ca2+流入血管平滑肌细胞后，E-T耦合也会发生，但对于它是如何发生的，由什么基因触发的，以及它在我们体内扮演的角色，我们知之甚少。
研究人员试图通过关注小穴来回答这些问题，小穴是一种类似于细胞膜上广泛存在的凹陷的小结构。通过对单个细胞、细胞培养物和活小鼠的详细实验，研究小组发现，在血管平滑肌细胞中发现的一种特定蛋白复合物是E-T偶联的关键。
他们证明了这个复合物，被称为Cav1.2/CaMKK2/CaMK1a，是在腔隙内形成的，CaMKK2和CaMK1a在受到某些刺激时，如高压，CaMKK2和CaMK1a都是直接被Ca2+通过Cav1.2进入激活的。此外，他们发现这个复合体激活了一种信号通路，使一种被称为CREB的转录因子磷酸化，最终导致多个基因的转录增加。
通过对E-T偶联促进的基因进行详细研究，并观察它们被阻断或扩增时的效果，研究人员取得了一些重要发现。首先，这些基因中的一些与趋化性有关，这种现象是由化学刺激触发和指导细胞的运动。这有助于解释巨噬细胞从血管外聚集在血管壁上。
此外，这些基因促进了动脉“内侧”层的重塑，血管平滑肌细胞驻留在那里，并通过收缩和扩张控制血液流动。Suzuki博士解释说:“综上所述，我们的结果解释了血管平滑肌细胞中高压引起的E-T耦合如何调节巨噬细胞迁移和随后的炎症，从而改变血管结构。”
本研究结果对抗高血压药物研究具有重要意义。首先，他们解释了为什么像尼卡地平(一种经典的钙通道阻滞剂)这样的药物可以防止血管重塑和动脉硬化的发展。这不仅填补了医学上的一个重要知识空白，而且提出了治疗或预防血管重构的几个潜在药物靶点，如Cav1.2/CaMKK2/CaMK1a复合物的成分。
“仅在日本就有大约4000万人患有高血压，他们患中风、终末期肾衰竭和血管性痴呆的风险很高。”铃木博士说:“因此，了解动脉硬化背后的机制对于降低脑血管疾病的发病率、进展和复发以及延长健康的预期寿命非常重要。”
让我们希望这一新的信息能在不久的将来带来更好的高血压和动脉硬化治疗方法。
