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微循环。作者手稿；PMC 2020年8月1日提供。
以最终编辑形式发布为：
微循环。2019年8月；26（6）：e12535。
2019年2月22日在线发布。 数字对象标识：10.1111/micc.12535
预防性维修识别码：菲律宾比索682474
美国国立卫生研究院：NIHMS1011162标准
PMID：30721555

瞬时受体电位香草样4通道是实质性小动脉扩张和认知功能的重要调节因子

Janice M.Diaz-Otero女士,1 丁其言,1 阿姆娜·艾哈迈德,1 埃琳·莱蒙·托姆森,1 巴纳·阿布利德赫,1 卡拉·凯利,1 马修·刘易斯,2 罗伯特·怀斯曼,2,三 William F.Jackson博士,1和Anne M.Dorrance博士1
作者信息 版权和许可证信息 PMC免责声明

摘要

目标：

高血压相关的实质小动脉（PA）功能障碍会降低脑灌注并损害认知功能。这与TRPV4介导的PA扩张受损有关；因此，我们验证了TRPV4通道是脑灌注、PA结构和扩张以及认知的重要调节器的假设。

方法：

10–12个月大的男性TRPV4基因敲除（WKY-Trpv4型em4Mcwi公司)和年龄匹配的对照WKY大鼠进行了研究。脑灌注用动脉自旋标记MRI测量。使用压力肌电图和认知功能评估PA结构和功能，使用新的物体识别测试。

结果：

WKY患者的脑灌注减少-Trpv4型em4Mcwi公司老鼠。这不是PA重塑的结果，因为TRPV4缺失并没有改变PA结构。TRPV4缺失不会改变PA肌源性张力的发展，但WKY的PA-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠内皮依赖性舒张功能严重减弱。WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠认知功能受损，表现出抑郁样行为。WKY-Trpv4型em4立方厘米大鼠还增加了小胶质细胞的活化，GFAP和肿瘤坏死因子α的mRNA表达增加，表明炎症增加。

结论：

我们的数据表明，TRPV4通道在脑灌注、PA扩张、认知和炎症中起着关键作用。高血压等疾病中TRPV4功能受损可能会增加血管性痴呆的发病风险。

关键词：微循环、trpv4通道、内皮依赖性舒张、血管性痴呆

介绍

脑小血管病（cSVD）是一个日益严重的公共卫生问题，缺乏有效的治疗。cSVD被描述为小动脉和小动脉的结构和功能受损，包括实质小动脉（PA）、毛细血管和管腔直径<100μm的小静脉(18). PA是脑微循环血流的关键调节器，有助于血管阻力(27). 这些小动脉不通过侧支相互连接，因此被认为是脑微循环灌注的薄弱环节或瓶颈。重要的是，单个PA闭塞会导致微梗死和认知功能障碍(27). 由于脑灌注受动脉结构和功能的共同调节，这些小动脉的改变可导致脑灌注不足，从而导致血管认知障碍的发展和其他形式痴呆的加重。事实上，cSVD约占包括阿尔茨海默病在内的所有痴呆症病例的50%(15). 高血压是cSVD和血管性痴呆发展的危险因素。我们之前已经证明，衰老与肺动脉重塑有关(6). 此外，高血压会导致向内低营养重塑(5)并损害PA的内皮依赖性舒张；这些变化与脑灌注减少和认知功能受损有关(7).

我们对瞬时受体电位香草醛4（TRPV4）通道在cSVD和血管认知障碍中的作用感兴趣。TRPV4通道为非选择性Ca2+内皮细胞、平滑肌细胞、星形胶质细胞和神经元中表达的通透性通道(17). 所有这些细胞类型都包含在神经血管单元中，共同调节大脑灌注(16). 在内皮细胞中，TRPV4通道激活允许钙2+激活中小电导钙的内流2+-激活钾通道（IK钙和SK钙)诱导外周动脉和软脑膜脑大动脉内皮衍生超极化（EDH）扩张(三,4,11,14,22,28,29,33). 在血压正常和高血压大鼠和小鼠中，TPRV4通道是PA内皮依赖性扩张的关键调节因子(7,20,21,36). 高血压小鼠TRPV4介导的舒张功能受损(7,29,35)和认知，以及改善TRPV4介导的扩张的治疗也能纠正认知功能障碍(7). 研究表明，TRPV4介导的PA扩张在其他与慢性脑灌注不足相关的认知功能下降模型中受损，进一步加强了TRPV4调节的扩张与认知功能之间的联系(20). 因此，我们假设TRPV4通道信号的遗传破坏将通过中年TRPV4基因敲除（WKY）损害内皮依赖性舒张和认知功能-Trpv4型em4Mcwi公司)大鼠及其相应的对照组。

材料和方法

实验模型

所有实验方案均经密歇根州立大学动物护理和使用委员会批准，并根据美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南进行。这些研究是在10-12个月大的雄性大鼠身上进行的。对照组Wistar Kyoto（WKY）大鼠购自Envigo。工作的-Trpv4型em4Mcwi公司由CRISPR/Cas9生成，导致Trpv4基因外显子4中的4个碱基对缺失，这些大鼠来自威斯康星州医学院基因编辑资源中心。所有大鼠均按12h:12h光/暗循环饲养，可自由进食和饮水。

尾剪断容积描记术

如前所述，使用RTBP1001尾切血压系统（肯特科学公司，托林顿，CT）通过尾切容积描记法测量清醒大鼠的血压(5,24,31).

压力肌电图

通过压力肌电图评估PA的内皮功能(5,21,24). 为了分离小动脉，解剖了含有大脑中动脉（MCA）的大脑5×3mm切片，然后将带有MCA的软脑膜从大脑中分离出来，并使用分支于MCA的PA进行实验。在定制的插管室中，用两个玻璃微移液管对分离的小动脉进行插管。在37°C下，在含有141.9mmol/L NaCl、4.79mmol/L-KCl、1.12mmol/L KH的生理盐水（PSS）中平衡小动脉2人事军官4，1.79mmol/L硫酸镁4•7小时2O、 109mmol/L HEPES和59mmol/L.葡萄糖。使用伺服系统对小动脉加压，并在每次实验之前进行泄漏测试。动脉压至60mmHg(5)直至肌源性张力稳定发展（%tone=[1-（主动管腔直径/被动管腔直径）]x100。使用MyoView 2.0软件（丹麦奥胡斯丹麦Myo科技公司）记录小动脉直径。在产生稳定的肌源性张力后，通过培养小动脉和增加毒蕈碱受体激动剂CCh（10−9-10−5M） 或TRPV4激动剂GSK1016790A（10−9-10−5M） ●●●●。

为了评估结构和生物力学，在钙中培养小动脉2+构建了自由PSS和压力响应曲线。管腔内压力以20mmHg的增量从3–120mmHg增加，记录每个压力下的外径和管腔直径。直径测量用于计算壁厚、壁应力、应变和刚度。

新型物体识别

大鼠在空旷的竞技场（一个有深色墙壁的开放式盒子）中接受为期三天的驯化，每天10分钟。在测试当天，大鼠被放置在背对物体的位置，并允许用两个相同的物体探索竞技场10分钟。在90分钟的停留时间后，以类似的方式将大鼠送回竞技场，允许它们探索一个熟悉的和一个新的物体5分钟，并使用EthoVision XT进行跟踪。计算了新目标的探测时间和探测总时间(1). 所有分析均由一名对实验条件不知情的研究人员进行。

Porsolt游泳测试

在试验开始前24小时，将大鼠预先暴露在试验条件下。将30厘米长的游泳缸装满水（23–25°C），然后将大鼠放入游泳缸中，让其游泳15分钟，并使用Ethovision软件进行跟踪。计算大鼠移动的时间和不动的时间。研究人员对所有大鼠进行了监测，以确保它们在停止游泳的情况下不会溺水。所有分析均由一名对实验条件不知情的研究人员进行。

免疫染色

脑切片固定48小时，然后在1X PBS中洗涤两次（每次24小时），并储存在20%蔗糖PBS中直到切片。对皮层进行40μm冰冻切片。为了对小胶质细胞进行定量，将自由浮动的脑切片阻断，并在0.1%Triton-X和10%驴血清PBS中渗透，然后在4°C的1:200兔抗-IBA1（目录号019–19741，瓦科，里士满，弗吉尼亚州）中培养过夜。在1X PBS中清洗后，将切片在二级AlexaFluor 488驴抗兔抗体（目录号ab150073，Abcam，Cambrige，UK）中孵育1小时。对于动脉和毛细血管定量，40μm冰冻切片在0.01mg/ml isolectin GS-IB4 Alexa Fluo-568结合物（目录号I21412号，Invitrogen，Carlsbad，CA）。第二天，在1X PBS中清洗切片4次（每次清洗5分钟），并使用Prolong防褪色试剂（Invitrogen，Carlsbad，CA）安装盖玻片(17). 所有分析均由一名对实验条件不知情的研究人员进行。

定量RT-PCR

从大脑中动脉附近的脑切片中提取RNA，用Trizol进行qRT-PCR分析。使用VILO逆转录酶逆转录RNA（Invitrogen，Carlsbad，CA）。采用TAQMAN特异性探针进行PCR，以评估TRPV4（Rn00576745_m1）、GFAP（Rn01253033_m1。mRNA的表达是用2-ΔΔCt方法。β2-微球蛋白作为正常对照。

血浆蛋白氧化

麻醉小鼠在安乐死前立即通过心脏穿刺采集血液。按照制造商的说明，通过ELISA（开曼化学公司，密歇根州安娜堡）测定血浆氧化蛋白。

磁共振成像

使用生理学系的Bruker 7T BioSpec 70/30 USR通过连续动脉自旋标记（CASL）测量脑灌注。大鼠最初在3–5%异氟烷和100%O中麻醉2并在整个实验过程中保持在1–2%。对温度进行监测（SA仪器），并使用水浴将温度保持在37°C。对呼吸进行监测（SA仪器），并通过改变异氟醚的百分比保持每分钟45-60次呼吸。使用Turbo-RARE序列确定感兴趣的解剖切片，回波时间为33毫秒，间隔为11毫秒，RARE因子为8。重复时间为3.8秒，使用1mm切片厚度、35mm x 35mm FOV和256×256像素分辨率，产生137×137微米的体素大小。感兴趣区域的T1值通过使用35×35mm FOV和128×128像素生成T1映射序列（TE=7ms，7ms回波间隔，RARE因子2，6T1s）来确定。T1图的真实平面内分辨率为273×273微米，并在自旋标记实验期间保持不变。连续动脉自旋标记（CASL）灌注测量采用以下参数：TE=12毫秒，重复时间2040毫秒，16个平均值。标记切片与测量切片保持25mm的距离，并位于颈动脉上方（2秒饱和时间，2.5W功率）。使用T1图、对照和标记脑切片采集，根据以下公式计算灌注：

0.9T型1×C类哦n个t吨第页哦我−L（左）一b条e（电子）我2×C类哦n个t吨第页哦我

(32).

药物和化学品

GSK1016790A购自Cayman Chemicals（密歇根州安阿伯）。除非另有规定，否则所有其他药物和化学品均从Sigma-Aldrich购买。

统计分析

所有数据均以平均值±SEM表示。肌原性张力、生理特征、血压、mRNA表达、行为和免疫荧光数据通过Student t检验进行分析。为了分析动脉血管舒张和结构，采用单因素重复测量的双向方差分析，然后采用Bonferroni校正t检验进行事后比较。所有统计分析均使用GraphPad Prism 7.0软件（GraphPad，San Diego，CA）进行。在所有病例中，统计显著性用p<0.05表示。

结果

TRPV4通道缺失会降低脑灌注，但不会改变血压

我们使用MRI和连续动脉自旋标记评估脑灌注。WKY-Trpv4型em4Mcwi公司脑灌注减少，p=0.0394(图1). WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司脾脏（p=0.0331）和肾脏（p=0.0057）重量增加(图2D-E)但没有观察到其他生理特性的变化(图2 A-C). TRPV4通道的缺失没有改变收缩压，p=0.4668(图2F).

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TRPV4通道缺失降低脑灌注。

使用MRI和动脉自旋标记评估TRPV4通道在脑灌注中的作用。显示了具有代表性的灌注图。WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠脑灌注减少。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。N=3/组

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TRPV4通道缺失不会改变血压。

测定患者的生理特征和血压。（A） 体重、（B）大脑重量、（C）心脏重量没有变化。WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠的（D）脾脏和（E）肾脏重量增加。（F） TRPV4缺失并未改变收缩压。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY的N=7；对于WKY，N=8-TRPV4型em4Mcwi公司

TRPV4通道调节实质小动脉内皮依赖性舒张

通过压力肌电图评估TRPV4通道在产生肌源性张力和PA内皮依赖性舒张中的作用。肌源性张力无显著差异，表明TRPV4通道在生理腔内压为60mmHg时对张力无贡献，p=0.4398(图3A). 我们还评估了内皮依赖性舒张对CCh的反应。WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠严重受损CCh介导的PA扩张，p<0.0001(图3B). TRPV4激动剂GSK1016790A也可引起舒张功能受损，p<0.0001(图3C).

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TRPV4通道缺失严重损害内皮依赖性舒张功能，但不会改变肌源性张力。

使用压力肌电图评估TRPV4通道在PA肌源性张力和内皮依赖性舒张中的作用。（A） 在60mmHg腔内压下未观察到PA肌源性张力的变化（WKY的N=19；WKY为N=20-TRPV4型em4Mcwi公司). WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠对（B）CCh或（C）TRPV4激动剂GSK1016790A没有扩张反应（WKY的N=6；WKY为N=8-TRPV4型em4立方厘米). 数据以平均值±SEM表示。*p<0.05通过Student t检验或双向方差分析。

TRPV4通道缺失不会影响实质小动脉结构或导致脑血管稀疏

在无钙和零流量条件下，通过压力肌电图评估PA的结构和生物力学特性。外径有增加的趋势（p>0.9999）(图4A)，管腔直径（p>0.9999）(图4B)但这些变化在静态上并不显著。壁厚（p=0.4070）(图4C)没有显著变化。管腔内压力为120mmHg时，壁应力仅静态显著增加，p=0.0031(图4D). 然而，壁应变（p=0.9695）(图4E)动脉壁刚度（p=0.9578）无显著静态变化。(图4F). 这些数据表明WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠未表现出明显的PA重塑。我们还使用isolectin GS-IB4作为内皮细胞标记物来量化皮层中的血管数量。WKY之间未观察到血管数量的静态显著变化-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠和对照组，p=0.6206(图5).

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TRPV4通道缺失不会改变实质小动脉结构。

使用压力肌电图评估TRPV4通道在PA结构中的作用。TRPV4缺失不会改变（A）外径、（B）管腔直径和（C）壁厚。（D） WKY的壁应力显著增加-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠在120mmHg腔内压力下。（E） 壁应变和（F）动脉壁刚度没有变化。数据以平均值±SEM表示。*p<0.05通过双向方差分析。对于WKY，N=6；WKY的N=7-TRPV4型em4Mcwi公司

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TRPV4通道缺失不会引起脑动脉稀疏。

使用内皮细胞标记物isolectin IB-4量化皮层中的血管数量。（A-C）显示了具有代表性的图像。（D） WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠没有动脉稀疏。数据以平均值±扫描电镜表示。通过Student t检验，p＞0.05。WKY的N=4；WKY的N=4-TRPV4型em4Mcwi公司

TRPV4基因敲除大鼠的认知功能和抑郁行为受损

我们使用新的物体识别测试评估非空间、短期记忆。WKY-Trpv4型em4Mcwi公司花在探索新物体上的时间更少，p=0.0139(图6A)建议WKY-Trpv4型em4Mcwi公司认知功能受损。敲除大鼠的探索总时间似乎减少了，但没有达到统计学意义（p=0.15，图6B)然而，不能完全排除剔除后平均值出现差异的可能性。探索新物体的时间减少并不是WKY运动减少的结果-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠，因为移动的总距离没有明显变化，p=0.7986(图6C)或运动速度，p=0.7054(图6D). 探索WKY-Trpv4型em4Mcwi公司我们使用了Porsolt游泳测试，发现大鼠动力不足，行为抑郁。WKY-Trpv4型em4Mcwi公司与对照组相比，大鼠花在运动上的时间更少，p=0.0002(图7). 这些数据表明TRPV4通道缺失会导致认知功能障碍和抑郁样行为。

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TRPV4通道缺失会损害认知功能。

使用新型物体识别测试来评估非空间短期记忆。（A） WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司老鼠花在探索新物体上的时间更少。（B） WKY的总勘探时间有减少的趋势-Trpv4型em4Mcwi公司但变化不具有统计学意义。（C） 总移动距离和（D）速度没有显著变化。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY为N=8；WKY的N=8-TRPV4型em4Mcwi公司

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TRPV4通道缺失会增加抑郁行为。

Porsolt游泳测试用于评估抑郁行为。WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司与对照组相比，大鼠游泳的时间更少。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY为N=8；WKY的N=8-TRPV4型em4立方厘米

WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司胡扯增加了脑炎症，但没有增加全身氧化应激

为了探索与血管和认知变化相关的机制，我们将大脑中激活的小胶质细胞作为炎症标记物，并将血浆蛋白氧化作为氧化应激的指标进行评估。我们的数据显示WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠激活的小胶质细胞数量增加，p=0.0058(图8). 然而，血浆氧化蛋白没有显著变化，p=0.4696(图9).

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WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠小胶质细胞增多。

用Iba-1定量激活的小胶质细胞的数量。（A-C）显示了具有代表性的图像。（D） WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠激活的小胶质细胞数量增加。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY的N=4；WKY的N=4-TRPV4型em4Mcwi公司

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WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠血浆蛋白氧化没有增加。

用ELISA法测定蛋白质羰基含量。未观察到血浆氧化蛋白的变化。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY的N=6；对于WKY，N=6-TRPV4型em4Mcwi公司

TRPV4通道缺失增加炎症标记物的mRNA表达

TRPV4基因敲除大鼠大脑中TRPV4通道的基因表达显著降低，与预期一致，p=0.0061(图10A). 我们测量了脑中GFAP mRNA的表达，以评估星形胶质细胞的变化。WKY中GFAP基因表达增加-Trpv4型em4立方厘米大鼠，p=0.0480(图10B)提示星形胶质细胞增生可能导致血管和认知功能障碍。活化的小胶质细胞可释放多种炎症物质，包括TNF-α和IL-6。WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠TNF-αmRNA表达显著增加（p=0.0025）(图10C)IL-6略有增加，但不显著（p=0.1717）(图10D). 我们还评估了神经支持标记物mRNA表达的变化。突触素mRNA表达无明显变化，p=0.0823(图10E). WKY中双重皮质醇的mRNA表达显著增加-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠，p=0.0025(图10F).

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WKY公司-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠炎症标志物mRNA表达增加。

通过qRT-PCR评估炎症和神经支持标记物的脑mRNA表达。（A） TRPV4基因显著减少。（B） WKY组GFAP和（C）TNF-α显著增加-Trpv4型em4立方厘米胡扯。（D） IL-6和（E）突触素没有显著变化。（F） WKY患者的双皮质激素显著增加-Trpv4型em4Mcwi公司胡扯。数据以平均值±SEM表示。*经Student t检验，p<0.05。WKY的N=5；对于WKY，N=7-TRPV4型em4Mcwi公司

讨论

这项研究的新发现是，全局TRPV4通道缺失：1）。减少脑灌注；2). 导致PA内皮依赖性舒张功能受损，但不影响动脉结构；3). 损害认知功能，增加抑郁行为；4). 引起脑炎症，包括小胶质细胞活化增加；和5）。不会改变血压。这项研究的一个优点是我们使用了中年老鼠。这些研究提高了我们对TRPV4通道在认知和PA结构和功能中的作用的理解。这一点至关重要，因为PA重塑和高血压引起的扩张受损会改变神经健康并增加血管性痴呆的风险。

TRPV4通道在内皮细胞中表达，调节血管舒张，但这些通道帮助其他类型的细胞，如平滑肌细胞、胶质细胞和神经元，控制血管张力和脑血流量(10). TRPV4通道缺失不会改变血压，这与TRPV4的先前研究一致−/−老鼠(12,29). 血压没有变化与心脏重量没有变化相吻合。其他研究表明，TRPV4通道在L-NAME诱导的高血压中起作用，但在小鼠的血管紧张素II（AngII）高血压中不起作用(23). 在该研究中，TRPV4−/−给小鼠注射L-NAME（7天）或AngII（14天）并测量血压。AngII治疗对照组和TRPV4组的血压无差异−/−老鼠。然而，TRPV4−/−L-NAME治疗的小鼠平均动脉血压显著高于对照组。AngII处理的TRPV4−/−对照组小鼠血压也有类似的升高(23). 该研究表明，TRPV4通道在L-NAME中起着次要作用，但在AngII诱导的高血压中不起作用。然而，TRPV4通道在血管紧张素Ⅱ型高血压的内皮功能障碍中起着重要作用(7,29).

血管和认知功能障碍可能与脑灌注减少有关(8). 因此，我们检查了WKY的脑灌注-Trpv4型em4立方厘米大鼠使用MRI和连续动脉自旋标记。我们的数据表明，TRPV4缺乏大鼠的脑灌注减少。TRPV4通道在放大神经血管耦合反应中很重要，因此，它们的缺失可能会改变脑灌注(9,13).

为了更好地了解TRPV4通道在脑微血管中的作用，我们首先评估了PA功能。TRPV4通道缺失并未改变肌源性张力的产生，但导致PA扩张严重受损，表明该通道在脑小动脉扩张中起着关键作用。这与TRPV4中的先前研究一致−/−老鼠(三)我们之前在C57bl/6小鼠中的研究表明，药物拮抗剂GSK2193874对TRPV4通道的抑制严重削弱了PA的扩张(7). Nelson实验室的研究还表明，血管紧张素Ⅱ-高血压改变了TRPV4通道与锚定蛋白AKAP-150的偶联，这损害了肠系膜动脉的通道活性和内皮依赖性舒张(22,29). 然而，TRPV4通道可能在病理条件下调节肌源性张力。我们以前的研究表明，GSK2193874对正常血压小鼠的TRPV4抑制并没有改变PA的肌张力，但它导致高血压小鼠PA的肌紧张度显著降低(7). 初步研究表明，GSK2193874导致WKY中肌原性张力的适度丧失-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠（约8%肌原性张力丧失）。

与TRPV4中的最新发现相反−/−PA向外重塑的小鼠(三)WKY的PA结构-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠无变化。不同的发现可以用不同的物种和动物的年龄来解释。我们的研究是在中年大鼠身上进行的，而TRPV4−/−另一项研究中的老鼠是年轻人。我们还评估了大脑动脉稀疏。我们的数据表明，TRPV4缺陷大鼠的大脑皮层没有出现稀疏。因此，血流减少可能与我们观察到的PA内皮依赖性舒张功能严重减弱有关。在当前研究中，我们没有评估内皮非依赖性舒张。因此，我们不能排除平滑肌细胞TRPV4通道参与WKY中观察到的脑灌注减少的可能性-Trpv4型em4Mcwi公司胡扯。

我们使用新的物体识别测试评估了TRPV4通道在非空间、短期记忆中的作用。我们的数据表明，TRPV4通道的缺失会损害短期记忆，这表现在探索新物体的时间减少。两组之间移动的速度或总距离均无变化。虽然在统计上不显著，但WKY的总勘探时间有所减少-Trpv4型em4Mcwi公司老鼠。这表明WKY有可能-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠的动机可能不如对照组。因此，我们还使用Porsolt游泳测试评估了抑郁行为，我们的数据表明WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠抑郁行为增加。我们的数据与TRPV4中的研究不一致−/−未观察到记忆改变的小鼠，以及基因敲除小鼠抑郁行为减少的小鼠(26). 这种差异可以用不同的物种和动物的年龄来解释。柴崎等，使用年轻成年小鼠（18-24周龄），而在我们的研究中，我们使用中年大鼠（40-48周龄）(26). 同样重要的是，TRPV4基因敲除可能会改变其他基因、蛋白质和信号复合物的相互作用，这也可能有助于认知的改变。

我们的数据还表明，WKY-Trpv4型em4Mcwi公司激活的小胶质细胞数量增加，表明大鼠炎症加重。这些活化的小胶质细胞可以释放IL-6和TNFα等促炎细胞因子，并且在WKY中TNFα的mRNA表达增加-Trpv4型em4Mcwi公司胡扯。星形胶质细胞也可在炎症和神经血管耦合中发挥重要作用。重要的是，星形胶质细胞表达TRPV4通道。我们的数据显示WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠星形细胞标志物GFAP的mRNA表达增加，提示可能存在星形胶质细胞增生症。小胶质细胞活化、星形胶质细胞增生、IL-6和TNFα生成的增加与cSVD的发病机制有关。因此，WKY中观察到的这些促炎标记物-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠可能介导了认知能力的下降。

认知改变可能与神经元标记物的表达变化有关，如突触素（神经元功能和突触可塑性的标记物）和双重皮质素（新生和未成熟神经元的标记物(2,30). 最近的研究表明，患有认知障碍的AngII高血压小鼠中这些标记物的mRNA表达降低(7). 对老年大鼠的研究也表明，突触素水平降低与痴呆发展程度之间存在相关性(34). 然而，在目前的研究中，WKY-Trpv4型em4Mcwi公司大鼠突触素和双皮质素mRNA表达增加。WKY可能-Trpv4型em4Mcwi公司我们在当前研究中使用的大鼠正处于认知下降斜率的开始阶段，神经元支持标记物中mRNA表达的增加可能是对灌注减少的一种补偿反应。我们还检测了蛋白质羰基含量作为氧化应激的标记，但没有观察到任何差异。我们认识到这不是氧化应激的直接测量，但这与我们的研究有关，因为在阿尔茨海默病患者的血浆中观察到了氧化的血浆蛋白(19).

必须承认我们研究中的一些局限性。首先，我们所有的研究都是在雄性大鼠身上进行的，以匹配我们实验室先前关于MR信号在脑血管系统中的作用的研究，因此我们没有探讨性别差异。同样重要的是要承认WKY-Trpv4型em4Mcwi公司老鼠是全球淘汰赛。因此，不能排除TRPV4缺失的其他非内皮效应，如神经元效应。观察到的肾脏肥大也可能会改变不依赖于TRPV4的行为。肾脏功能改变认知的一种方式是通过血压变化，然而，鉴于敲除大鼠和对照大鼠之间的血压没有差异，这似乎不太可能。我们只研究了中年大鼠；因此，应该对年轻大鼠进行更多的研究，以评估年龄相关的变化。MRI研究在有限数量的动物中进行（n=3），因此WKY的血流量减少-Trpv4型em4Mcwi公司与对照组相比，应在更大的样本中确认大鼠。此外，还对异氟醚麻醉大鼠进行了脑灌注研究，异氟醚是一种已知的脑血管扩张剂(25). 血压的评估使用的是尾部容积描记法，这种方法可能无法检测到血压的微小差异。如前所述，在当前研究中，我们没有评估内皮非依赖性舒张功能，因此我们不能排除血管平滑肌细胞在舒张功能受损中的可能作用。我们尚未评估这些老鼠的焦虑程度。未来，我们还希望将我们的研究扩展到高血压大鼠，并进一步探讨TRPV4通道在神经血管耦合中的作用。

视角

TRPV4通道是脑灌注和PA内皮依赖性舒张的重要调节因子。TRPV4通道也是认知功能的重要调节器。高血压等疾病中TRPV4通道功能受损可能会增加血管认知功能障碍的风险。

致谢

作者感谢威斯康星州医学院基因编辑中心提供WKY-Trpv4型em4Mcwi公司胡扯。

资金来源

本研究得到了美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）向WF Jackson和AM Dorrance拨款R01-HL-137694-01和PO1-HL-070687的支持，向JM Diaz-Otero拨款F31NS090866，向RW Wiseman拨款DK950120。

缩写词表

血管紧张素受体血管紧张素II
cSVD公司脑小血管病
CCh公司卡巴胆碱
EDH公司内皮源性超极化
GFAP公司胶质纤维酸性蛋白
白介素-6白细胞介素-6
IK（IK）钙中电导钙激活钾通道
核磁共振成像磁共振成像
SK公司钙小电导钙激活钾通道
PA公司实质小动脉
PSS系统生理盐水
肿瘤坏死因子α肿瘤坏死因子α
TRP公司瞬时受体电位
TRPV4型香草醛4瞬时受体电位
WKY公司Wistar京都

脚注

利益冲突/披露

无

工具书类

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