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研究背景慢性低氧是低氧性肺动脉高压（Hypoxic pulmonary hypertension,HPH）的重要发病原因,其主要病理特征是异常的肺血管收缩与进行性的肺血管重塑。低氧早期表现为肺血管收缩,持续低氧可导致不可逆的肺血管重塑,肺血管重塑是HPH关键病理基础。多种细胞参与这一疾病过程,包括肺血管平滑肌细胞（Pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs）、肺纤维细胞、肺血管内皮细胞。其中PASMCs的过度增殖被认为是肺血管重塑的主要原因。因此,对低氧条件下,PASMCs异常增殖的机制研究对于HPH防治具有十分重要的意义。线粒体作为细胞的能量站,通过三羧酸循环,氧化电子传递呼吸链产生ATP,同时参与氧感知、炎症反应、细胞信号转导、自噬调控、增殖凋亡等多种细胞生命活动。研究表明,线粒体动力学异常、线粒体代谢重塑、线粒体来源的损伤相关分子（Mitochondria-derived damage associated molecular patterns,MTDs）参与介导肺动脉高压的发生发展。线粒体是源自古细菌的进化内共生体,因此可能带有细菌的分子基序,多种线粒体成分可作为损伤相关分子模式,包括:甲酰肽、线粒体DNA（Mitochondrial DNA,mt DNA）、心磷脂、琥珀酸、细胞色素C、活性氧（Reactive oxygen species,ROS）等。正常情况下,mt DNA位于线粒体基质中,当细胞应激如低氧、败血症、外伤、细胞毒性或线粒体膜电位剧烈变化时mt DNA可释放到细胞质或血流中。mt DNA作为重要的线粒体损伤相关分子,广泛参与急性肾损伤、心血管疾病、关节炎等多种疾病进展。环状GMP-AMP合酶（Cyclic GMP-AMP synthase,c GAS）通过结合细胞质内DNA而发生活化,催化产生c GMP。c GMP作为第二信使激活下游干扰素基因刺激因子（Stimulator of interferon genes,STING）,参与自噬、炎症、免疫等多种病理过程。研究发现mt DNA异常释放,激活c GAS-STING通路,参与内皮细胞增殖调控。此外,特发性肺纤维化患者血浆与支气管肺泡灌洗液中mt DNA水平升高,COPD患者血浆mt DNA水平与疾病严重程度有关。低氧可导致线粒体应激,线粒体功能受损,ROS水平失衡等一系列病理改变。低氧能否诱导mt DNA释放,mt DNA与平滑肌细胞增殖有无关系未见报道。我们推测低氧可诱导PASMCs释放mt DNA并激活下游c GAS-STING通路参与介导低氧诱导的细胞增殖。本课题拟通过药物干预、小干扰RNA等技术探究mt DNA及其下游c GAS-STING通路在低氧诱导的PASMCs增殖中的作用及机制,为HPH防治找到新的解决办法。研究方法1.构建大鼠肺动脉平滑肌细胞（Rat pulmonary artery smooth muscle cells,RPASMCs）增殖模型,实验分为:常氧组（21%O2）、低氧24 h组（1%O2）、低氧48 h组（1%O2）,确立最佳增殖时间作为后续实验条件。2.使用线粒体通透性转换孔（Mitochondrial permeability transition pore,MPTP）抑制剂CSA抑制mt DNA释放;使用小干扰RNA（Small interfering RNA sequences,si RNA）敲低STING表达。3.采用CCK-8检测细胞增殖活性,Western blot检测PCNA表达共同反映细胞增殖情况。RT-q PCR与Western blot检测c GAS、STING m RNA与蛋白表达,q PCR检测细胞质mt DNA释放。4.采用蛋白质组学检测低氧48 h（1%O2）敲低STING后细胞蛋白表达变化。研究结果1.与常氧组相比,低氧暴露24 h和48 h可显著增强RPASMCs增殖活性（P＜0.05）,显著上调PCNA表达水平（P＜0.01）。2.低氧处理后RPASMCs释放mt DNA增多（P＜0.01）,c GAS、STING m RNA与蛋白表达显著上调（P＜0.05）。3.抑制MPTP可阻断低氧诱导的mt DNA释放（P＜0.05）,显著下调c GAS、STING和PCNA的表达（P＜0.05）,并显著抑制低氧诱导的RPASMCs增殖活性（P＜0.05）。4.敲低STING可显著下调PCNA的表达（P＜0.05）,并显著抑制低氧诱导的RPASMCs增殖活性（P＜0.01）。5.蛋白组学结果显示,与NC组相比,敲低STING后平滑肌细胞增殖相关信号通路改变明显,其中PDCD4蛋白水平显著上调,且Western blot结果进一步验证（P＜0.01）。研究结论1.低氧诱导RPASMCs释放mt DNA,促进RPASMC增殖且上调c GAS、STINGm RNA与蛋白表达。2.低氧条件下,mt DNA通过激活c GAS-STING通路调控RPASMCs增殖。3.低氧条件下,STING可通过抑制PDCD4信号通路调控RPASMCs增殖。