《Hypertension》：Vascular Sphingosine Kinase 1 Regulates Angiotensin II–Induced Hypertension
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为解决血管紧张素II诱导高血压的细胞机制问题，研究人员针对鞘氨醇激酶1在血管平滑肌细胞中的特异性作用开展了研究。他们发现平滑肌细胞特异性敲除Sphk1可部分保护小鼠免于严重高血压，其保护作用主要源于肌原张力降低，且伴随着动脉僵硬度的增加。这项研究为高血压管理提供了新的潜在治疗靶点。
高血压是全球范围内导致死亡和疾病负担的主要原因之一。尽管我们对高血压的分子病理生理学理解有所进步，但当前的抗高血压疗法大多基于数十年前发现的靶点，其疗效往往有限。因此，开发针对新发现的血压调节分子通路的疗法，对于改善高血压管理至关重要。鞘氨醇-1-磷酸（S1P）信号通路被认为是一个有前景的抗高血压治疗靶点。S1P是一种由鞘氨醇激酶（Sphk）1/2合成的溶血磷脂，在血管发育和功能维持中起着关键作用。先前的研究发现，全身性敲除Sphk1基因的小鼠，其血管紧张素II（AngII）诱导的高血压得到缓解。然而，由于S1P在体内作用的多效性，这种保护作用背后的具体细胞机制仍不清楚。特别是，S1P在血管系统中的作用具有“层特异性”：在内皮细胞（EC）中，它通过激活S1P受体1型（S1pr1）和内皮型一氧化氮合酶（eNOS）产生保护性的血管舒张信号；而在血管平滑肌细胞（SMC）中，通过激活S1P受体2型（S1pr2）和3型（S1pr3）则导致血管收缩。那么，在AngII诱导的高血压中，究竟是血管壁的哪一层细胞——内皮细胞还是平滑肌细胞——所表达的Sphk1在其中扮演了主导角色呢？这正是本研究旨在回答的核心科学问题。
为了开展此项研究，研究人员运用了几个关键的技术方法。首先，他们利用Cre-loxP系统构建了平滑肌细胞特异性或内皮细胞特异性敲除Sphk1基因的小鼠模型。通过皮下植入 osmotic minipump（渗透泵）持续灌注 AngII（490 ng/min/kg）14天以诱导小鼠高血压。血压监测采用无创尾套法。离体血管功能与结构评估则综合运用了 wire myography（钢丝肌动描记术）和 pressure myography（压力肌动描记术）等技术。在机制探索层面，他们对小鼠主动脉和肠系膜动脉进行了RNA测序，并辅以基因集富集分析（GSEA），最后通过RT-qPCR和Western blotting对关键分子进行了验证。此外，研究还纳入了48例接受冠状动脉旁路移植术的高血压患者的内乳动脉样本，进行了相关的分子关联分析，以增强研究的临床转化意义。
SMC特异性Sphk1缺失可减轻AngII诱导的高血压
研究人员发现，在AngII灌注诱导高血压后，平滑肌细胞特异性敲除Sphk1（SMC KO-Sphk1）小鼠的收缩压显著低于野生型对照小鼠，平均差异超过20 mm Hg，显示出明确的保护作用。相比之下，内皮细胞特异性敲除Sphk1（EC KO-Sphk1）小鼠的高血压发展与野生型小鼠相当。这表明，在AngII诱导的高血压中，平滑肌细胞来源的Sphk1起主导作用，而内皮细胞来源的Sphk1作用较小。
SMC特异性Sphk1缺失降低血管收缩和肌原张力，但损害血管舒张并增加高血压状态下阻力动脉的僵硬度
对肠系膜动脉的功能分析显示，SMC KO-Sphk1高血压小鼠的血管对氯化钾、去氧肾上腺素（Phe）和血栓素类似物（U-46619）的收缩反应均显著减弱。同时，其内皮依赖性（由乙酰胆碱ACh诱导）和非内皮依赖性（由硝普钠SNP诱导）的血管舒张功能也进一步受损，程度超过野生型高血压小鼠。关键的是，压力肌动描记术发现，SMC KO-Sphk1高血压小鼠肠系膜动脉的肌原张力显著降低，恢复到了与未高血压小鼠相似的水平。这可能是其血压得以保护的主要原因。然而，这些小鼠的动脉也表现出僵硬度增加，表现为血管壁应变降低和应力-应变曲线左移。这些功能变化在主动脉中并未观察到，提示Sphk1的作用在肌源性活跃的阻力动脉中更为重要。
SMC特异性Sphk1缺失降低肌原张力并下调Rock相关分子通路
分子机制研究表明，AngII灌注上调了肠系膜动脉中Sphk1的表达，而SMC特异性敲除则有效降低了其表达。RNA测序和基因集富集分析显示，SMC KO-Sphk1高血压小鼠的肠系膜动脉中，与收缩相关的通路基因集显著下调，其中包括Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶2（Rock2）和跨膜蛋白38b（Tmem38b）。RT-qPCR和Western blotting证实，Sphk1缺失导致Rock1和Rock2的蛋白表达水平下降。同时，AngII诱导的S1P受体S1pr1和S1pr2的蛋白表达上调，在Sphk1缺失的平滑肌细胞中被阻断。这些发现将Sphk1缺失、Rock通路下调以及血管收缩功能减弱联系了起来。
SMC特异性Sphk1缺失增加动脉僵硬度并上调纤维连接蛋白1表达
为了探究动脉僵硬度增加的原因，研究人员分析了细胞外基质成分。组织学染色显示，胶原和弹性蛋白的含量及拓扑结构在基因敲除小鼠中未发生进一步改变。然而，Western blotting分析发现，SMC KO-Sphk1高血压小鼠的肠系膜动脉和主动脉中，纤维连接蛋白1（Fn1）的蛋白表达水平显著升高。Fn1是一种能显著影响动脉力学特性的糖蛋白。在人类高血压患者的内乳动脉样本中也观察到了类似的相关性：SPHK1表达较低的患者，其动脉中FN1蛋白的表达水平较高。这表明Sphk1可能通过调节Fn1参与动脉僵硬化的过程，且这一现象在小鼠和人类中具有共性。
SMC特异性Sphk1缺失在血压正常状态下的表型效应
值得注意的是，在血压正常的情况下，SMC KO-Sphk1小鼠的肠系膜动脉在血管收缩、肌原张力、Rock蛋白表达、Fn1水平以及被动机械性能方面均与野生型小鼠无异，尽管其血管几何形态有所改变。这表明，上述观察到的功能、分子和基质变化是高血压条件特异性的，而非单纯的基因型效应。
结论与讨论
本研究首次在体内揭示了鞘氨醇激酶1（Sphk1）在血管不同层面的特异性作用。主要结论是：平滑肌细胞特异性，而非内皮细胞特异性，的Sphk1基因敲除，能够部分保护小鼠免受AngII诱导的严重高血压。这种保护表型主要是由阻力动脉肌原张力降低所驱动的，而肌原张力降低又与Rho相关蛋白激酶（Rock1/2）信号通路的下调有关。尽管Sphk1缺失同时导致了动脉僵硬度增加（与纤维连接蛋白Fn1沉积过多相关）和血管舒张功能受损，但降低的肌原张力产生的降压效应占据了主导地位，从而实现了整体的血压保护。
其重要意义在于：首先，该研究将Sphk1/S1P信号通路的复杂作用定位到了具体的血管细胞类型，明确了平滑肌细胞是介导AngII升压效应的关键Sphk1来源，这为开发更具靶向性的高血压疗法提供了精确的分子和细胞基础。其次，研究提出了一个看似矛盾实则统一的新机制模型：即同一个基因（Sphk1）在平滑肌细胞中的缺失，可以通过不同机制同时产生有益（降低肌原张力）和有害（增加僵硬度、损害舒张）的血管效应，但在高血压发展的时间进程中，早期出现的肌原张力降低起到了决定性的保护作用。这加深了我们对高血压血管病理生理复杂性的理解。最后，该研究在小鼠和人类血管样本中均发现了SPHK1与FN1之间的负相关关系，为Sphk1参与动脉僵硬化的过程提供了初步的转化医学证据，提示针对血管平滑肌层Sphk1的干预，可能为高血压及其血管并发症的管理提供新的思路。这项研究已发表在《Hypertension》期刊上。
