缺氧通过肺血管平滑肌中的埃兹蛋白增强 Na+/H+ 交换剂亚型 1 与肌动蛋白丝之间的相互作用

研究背景：

由于高海拔或慢性肺部疾病，暴露于缺氧会导致肺血管壁的结构变化，包括肺动脉平滑肌细胞 (PASMC) 的增生和迁移。先前的研究表明，缺氧会上调 Na+/H+ 交换同种型 1 (NHE1) 的表达，并且 NHE1 的抑制或缺失会阻止缺氧诱导的 PASMC 迁移和增殖。 NHE1 控制 PASMC 功能的确切机制尚未完全阐明。在成纤维细胞中，NHE1 已被证明可作为肌动蛋白丝的膜锚，通过衔接蛋白 ezrin 的结合。因此，在这项研究中，我们测试了埃兹蛋白和 NHE1/肌动蛋白相互作用在控制 PASMC 功能中的作用。

研究方法及结果：

使用暴露于体外缺氧（4% O2，24 小时）的大鼠 PASMC，我们发现缺氧暴露增加了埃兹蛋白的磷酸化（激活），并促进了 NHE1、磷酸化埃兹蛋白和平滑肌特异性 α-肌动蛋白 (SMA) 之间的相互作用，如通过测量免疫沉淀和共定位。在缺氧情况下，野生型人 NHE1 的过表达足以诱导 PASMC 迁移和增殖，而用 NSC668394 抑制 ezrin 磷酸化可抑制缺氧 PASMC 中的 NHE1/SMA 共定位和迁移。最后，尽管表现出正常的 Na+/H+ 交换活性，但过表达人类 NHE1 的一个版本（其中氨基酸发生突变以防止 NHE1/ezrin/SMA 相互作用）无法增加 PASMC 迁移和增殖。根据这些结果，我们得出结论，低氧暴露会增加 PASMC 中的埃兹蛋白磷酸化，导致埃兹蛋白/NHE1/SMA 相互作用增强。我们进一步推测，这些相互作用促进肌动蛋白细胞骨架锚定到膜上，以促进迁移和增殖所需的细胞运动和形状的变化。

研究结论：

在这项研究中，我们描述了 NHE1/p-ezrin 相互作用在介导 PASMC 功能的 NHE1 依赖性变化中的作用。在低氧条件下，NHE1 定位发生变化以与 SMA 纤维对齐。缺氧诱导的 p-ezrin 水平增加与增强的 NHE1/SMA 相互作用有关，我们表明需要使用无法结合 p-ezrin 的 NHE1 形式促进 PASMC 迁移和增殖。最后，我们表明使用药理学抑制剂降低 p-ezrin 的水平会减弱缺氧诱导的迁移。

参考文献：

Lade JM, Andrade MR, Undem C, Walker J, Jiang H, Yun X, Shimoda LA. Hypoxia enhances interactions between Na⁺/H⁺ exchanger isoform 1 and actin filaments via ezrin in pulmonary vascular smooth muscle. Front Physiol. 2023 Feb 28;14:1108304. doi: 10.3389/fphys.2023.1108304. PMID: 36926194; PMCID: PMC10011449.