小动脉GMP信号通路的体内FRET实时测量揭示

cGMP可引发动脉微血管舒张，并由内皮来源NO刺激的可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）在平滑肌中生成。磷酸二酯酶（PDEs）可降解cGMP，并可能参与血管直径调控。我们在体、实时检测了NO和乙酰胆碱（ACh）刺激下小动脉cGMP水平的变化及PDE抑制的影响。采用FRET技术并利用指示蛋白cGi500测定cGMP变化。对表达cGi500的麻醉小鼠提睾肌中的小动脉进行暴露以便成像观察。分别以不同NO供体（DEA/NO、SNP、SNAP）和ACh进行刺激，并设置有或无PDE抑制（非特异性：IBMX；PDE-5特异性：西地那非）条件。此外，还在sGC缺陷小鼠中研究了ACh和SNP诱导的舒张反应。DEA/NO和SNAP可引起cGi500荧光比值快速、浓度依赖性升高（10M时升高4.0%），去除刺激后该比值缓慢下降。这些比值变化提示cGMP水平升高，且通过使用ODQ抑制sGC得到了验证。尽管抑制了一氧化氮合酶，PDE抑制仍可使cGMP水平缓慢升高。然而，PDE抑制并未增强NO诱导的比值升高幅度，但减缓了药物去除后比值的下降。有趣的是，ACh并未改变cGMP水平，且sGC缺陷小鼠中的舒张反应也未受损。基于FRET的成像可在体内可靠地实时评估小动脉cGMP水平。PDE活性并不限制刺激后cGMP信号的幅度，而是限制其持续时间。此外，我们得出结论：ACh不会在小鼠小动脉中诱导内皮释放NO。初步实验表明，利用在平滑肌细胞中表达cGi500的小鼠，同时测量cGMP和血管直径是可行的。

cGMP可诱发小动脉血管舒张，并由内皮来源NO刺激可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）在平滑肌中生成。磷酸二酯酶（PDE）可降解cGMP，并可能参与血管直径调节。我们在体、实时检测了NO和乙酰胆碱（ACh）刺激下小动脉cGMP水平的变化及PDE抑制的影响。采用FRET技术并利用指示蛋白cGi500测量cGMP的变化。将表达cGi500的麻醉小鼠提睾肌中的小动脉暴露出来进行成像。分别给予多种NO供体（DEA/NO、SNP、SNAP）及ACh刺激，并设置有或无PDE抑制剂处理（非特异性：IBMX；PDE-5特异性：西地那非）。此外，还在sGC缺陷小鼠中研究了ACh和SNP诱导的舒张反应。DEA/NO和SNAP可导致cGi500荧光比值快速、呈浓度依赖性升高（10M时升高4.0%），去除后则缓慢下降。这些比值变化提示cGMP升高，并可通过使用ODQ抑制sGC得到验证。即使在NO合酶被抑制的情况下，PDE抑制仍可缓慢提高cGMP水平。然而，其并未增强NO诱导的比值升高，而是在去除药物后减缓了其下降过程。有趣的是，ACh并不改变cGMP水平，且在sGC缺陷小鼠中舒张反应也未受损。基于FRET的成像可在体、可靠地实时评估小动脉cGMP水平。PDE活性并不限制刺激后cGMP信号的幅度，但会限制其持续时间。此外，我们认为ACh在小鼠小动脉中并不释放内皮来源NO。初步实验表明，利用在平滑肌细胞中表达cGi500的小鼠，可同时测量cGMP和血管直径。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.26.728053v1?rss=1

🏷️ cGMP信号通路 FRET实时成像 小动脉舒张 磷酸二酯酶抑制 一氧化氮信号