Background: The myogenic response is autoregulation property of resistance arteries to keep blood flow constant in response to increases in intravascular pressure. Angiotensin II (Ang II) type 1 receptor (AT1R), as a broadly distributed mechanoactivated receptor, has been proposed to transduce myogenic vasoconstriction. However, the AT1R subtype(s) involved and their downstream G protein- and β-arrestin-mediated signaling pathways are still elusive. Methods: Agtr1a-/-, Agtr1b-/- and tamoxifen-inducible smooth muscle-specific AT1aR knockout mice (SM-Agtr1a mice) were used to clarify the function of AT1aR and AT1bR. FR900359, [Sar1, Ile4, Ile8] Ang II (SII) and TRV120055 were used as selective Gq/11 protein inhibitor and biased agonists to activate non-canonical β-arrestin and Gq/11 signaling of the AT1R. Cav3.2 channel was inhibited by Ni2+ (50 μM). Δ3aa HET rats were used to characterize the role of PDE3A in myogenic tone regulation. Forskolin was used to stimulate the adenylyl cyclase/cAMP system. Results: Myogenic and Ang II-induced vasoconstrictions were diminished in several vascular beds of Agtr1a-/- and SM-Agtr1a mice, whereas myogenic tone was normal in arteries from Agtr1b-/- mice. The Gq/11 blocker FR900359 decreased myogenic tone and Ang II vasoconstrictions while selective biased targeting of AT1R β-arrestin signaling pathways had no effects. Ni2+ (50 μM) blockade increased myogenic tone in young mice but not old mice. The myogenic tone of the vessels was similar in WT and Δ3aa HET rats. However, Δ3aa HET rat mesenteric arteries showed weaker vasodilation in response to forskolin than WT animals. Similar results were observed in aortic rings by myography. Conclusion: Myogenic arterial constriction requires Gq/11-dependent signaling pathways of mechanoactivated AT1aR in the murine peripheral arteries. Inhibition of Cav3.2 had no effect on myogenic constriction in old mice. The mutated PDE3A gene drives mechanisms that increase peripheral vascular resistance.
Hintergrund: Die myogene Vasokonstriktion spiegelt die Kontraktionsfähigkeit von glatten Muskelzellen in Widerstandsarterien auf Veränderungen des transmuralen Drucks und der Fließgeschwindigkeit des Blutes wider. Angiotensin-II-Typ-1-Rezeptoren (AT1R) aus der Gruppe der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren wurden als Mechanosensoren für die myogene Gefäßkonstriktion vermutet. Es ist nicht ausreichend bekannt, ob AT1aR und/oder AT1bR eine primäre Rolle bei der myogenen Reaktion spielen und ob biased agonists die myogene Antwort modulieren und welche Funktion die nachfolgenden G-Protein- und β-Arrestin-vermittelten Signalwege haben. Methoden: Agtr1a-/-, Agtr1b-/- und Tamoxifen-induzierbare glattmuskelspezifische AT1aR-Knock-out-Mäuse (SM-Agtr1a) wurden zur Aufklärung der Funktion von AT1aR und AT1bR genutzt. FR900359, [Sar1, Ile4, Ile8] Ang II (SII) und TRV120055 wurden als selektive Gq/11-Protein-Inhibitoren und biased agonists genutzt, um zwischen nichtkanonischen β-Arrestin- und kanonischen Gq/11-Signalwegen zu unterscheiden. Cav3.2-Kanäle wurden mit Ni2+ (50 μM) inhibiert. Δ3aa HET-Ratten wurden zur Charakterisierung der Rolle von PDE3A bei der Regulation des basalen myogenen Tonus genutzt. Forskolin wurde zur Stimulation des Adenylyl-Cyclase/cAMP-Systems eingesetzt. Ergebnisse: Bei Agtr1a-/- und SM-Agtr1a-Mäusen waren myogene und Ang II-induzierte Vasokonstriktion in verschiedenen Blutgefäßsystemen verringert, während der myogene Tonus bei Arterien von Agtr1b-/- Mäusen normal war. Der Gq/11-Blocker FR900359 verringerte den myogenen Tonus und Ang II-induzierte Vasokonstriktion, während selektives Ansteuern des AT1R-β-Arrestin-Signalweges keinen Effekt hatte. Block durch Ni2+ (50 μM) erhöhte den myogenen Tonus bei jungen, aber nicht bei alten Mäusen. Der myogene Gefäßtonus bei Wildtyp- (WT) und Δ3aa HET-Ratten war gleich. Allerdings zeigten Δ3aa HET-Ratten schwächere Forskolin-induzierte Vasodilation als WT-Tiere. Schlussfolgerungen: Die myogene Konstriktion peripherer Arterien der Maus erfordert Gq/11-abhängige Signalwege mechanoaktivierter AT1aRs. Die Hemmung von Cav3.2 hat keinen Einfluss auf die myogene Konstriktion bei alten Mäusen. Der myogene Tonus wird durch eine Blutdruck steigernde PDE3A-Mutation (Δ3aa) nicht verändert.
