Aims We investigated whether the disruption of C-C motif chemokine receptor (CCR) 2 may attenuate the development of pulmonary arterial hypertension (PAH) in any rat models with the reversal of the associated pro-inflammatory state and vascular dysfunction, and synergize with a conventional pulmonary vasodilator. Methods and Results Using Ccr2(-/-) rats generated by CRISPR/Cas9, we investigated pulmonary hypertension (PH) in Ccr2(+/+) or Ccr2(-/-) rats treated with monocrotaline (MCT), SU5416/hypoxia (SuHx) and chronic hypoxia (CH). Ccr2(-/-) decreased the right ventricular systolic pressure, an index of right ventricular hypertrophy and mortality rate, and reversed increased expression of inflammatory cytokines/chemokines (interleukin-6, tumor necrosis factor-α, C-C motif chemokine receptor (CCL)-2, interleukin-1β, transforming growth factor-β) in rats 3weeks after MCT injection, but not in SuHx or CH models. Consistently, Ccr2(-/-) decreased indices of pulmonary vascular diseases (PVD) and perivascular macrophage infiltration, as well as reversed impaired bone morphogenetic protein receptor type 2 signaling, increased endothelial apoptosis and impaired nitric oxide signaling and decreased phosphodiesterase-5 (PDE5) expression in lungs in MCT-treated rats. Gene expression of receptors for prostaglandin I2 and endothelin was not changed by Ccr2(-/-) in MCT-treated rats. In cultured pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMCs), Ccr2(-/-) suppressed CCL2-induced hyperproliferation and dedifferentiation as well as reversed CCL2-induced decrease in PDE5 expression. The whole-genome RNA sequencing analysis identified differentially expressed genes in CCL2-stimulated Ccr2(-/-) PASMCs, which are related to regulation of cellular differentiation and contraction. Based on studies in rats and cultured PASMCs, we investigated whether a PDE5 inhibitor, tadalafil, synergizes with Ccr2(-/-). Tadalafil administration ameliorated PH and PVDs in MCT-treated Ccr2(-/-) rats but not in Ccr2(+/+) rats. Tadalafil further improved survival in MCT-treated Ccr2(-/-) rats. Conclusion The present findings demonstrated that CCR2 disruption ameliorated PAH in MCT-treated rats, which was associated with the reversal of dysregulated inflammatory pathways and vascular dysfunction and synergized with tadalafil. These findings suggest that CCR2 may be a therapeutic target in intractable PAH patients with a certain CCR2-related inflammatory phenotype and refractory to conventional pulmonary vasodilators.

中文翻译：

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C-C 基序趋化因子受体-2 阻断可改善大鼠肺动脉高压，并与肺血管扩张剂协同作用


目的 我们研究了 CC 基序趋化因子受体 （CCR） 2 的破坏是否可以减轻任何大鼠模型中肺动脉高压 （PAH） 的发展，逆转相关的促炎状态和血管功能障碍，并与传统肺血管扩张剂协同作用。方法和结果 使用 CRISPR/Cas9 生成的 Ccr2 （-/-） 大鼠，我们研究了野百合碱 （MCT） 、SU5416/缺氧 （SuHx） 和慢性缺氧 （CH） 治疗的 Ccr2 （+/+） 或 Ccr2 （-/-） 大鼠的肺动脉高压 （PH）。Ccr2（-/-） 降低右心室收缩压、右心室肥大和死亡率的指标，并逆转炎性细胞因子/趋化因子 （白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α、C-C 基序趋化因子受体 （CCL）-2、白细胞介素-1β、转化生长因子-β）表达的增加 MCT 注射后 3 周大鼠，但在 SuHx 或 CH 模型中没有。一致地，Ccr2（-/-） 降低肺血管疾病 （PVD） 和血管周围巨噬细胞浸润的指标，以及逆转受损的骨形态发生蛋白受体 2 型信号传导，增加内皮细胞凋亡和一氧化氮信号受损，降低 MCT 处理大鼠肺部磷酸二酯酶 5 （PDE5） 表达。在 MCT 处理的大鼠中，前列腺素 I2 和内皮素受体的基因表达未因 Ccr2 （-/-） 而改变。在培养的肺动脉平滑肌细胞 （PASMC） 中，Ccr2 （-/-） 抑制 CCL2 诱导的高增殖和去分化，并逆转 CCL2 诱导的 PDE5 表达降低。全基因组 RNA 测序分析鉴定了 CCL2 刺激的 Ccr2（-/-） PASMCs 中的差异表达基因，这与细胞分化和收缩的调节有关。 基于对大鼠和培养的 PASMCs 的研究，我们研究了 PDE5 抑制剂他达拉非是否与 Ccr2 （-/-） 协同作用。他达拉非给药改善了 MCT 处理的 Ccr2（-/-） 大鼠的 PH 和 PVD，但在 Ccr2（+/+） 大鼠中没有改善。他达拉非进一步提高了 MCT 处理的 Ccr2（-/-） 大鼠的存活率。结论 目前的研究结果表明，CCR2 破坏改善了 MCT 治疗大鼠的 PAH，这与逆转失调的炎症途径和血管功能障碍有关，并与他达拉非协同作用。这些发现表明，CCR2 可能是具有某种 CCR2 相关炎症表型且对常规肺血管扩张剂难治的顽固性 PAH 患者的治疗靶点。