白介素-1β和γ-干擾素在胸主動脈夾層中的表達研究.pdf

1、胸主動脈夾層（Thoracic aortic dissection，TAD）和胸主動脈瘤（Thoracicaortic aneurysm，TAA）是血管外科常見的致死性疾病，病理改變主要為胸主動脈處形成瘤樣擴張，因此又可統(tǒng)稱為胸主動脈擴張性疾病。TAD和TAA的發(fā)病機制至今不明，胸主動脈管壁的薄弱被認為是和血流動力學(xué)異常同等重要的病因之一。然而，什么原因?qū)е铝斯鼙诘谋∪跫捌渚唧w作用機制尚不明確。不僅如此，由于發(fā)病機制不明，TAA和TAD

2、的手術(shù)時機和手術(shù)方式的選擇，目前的爭議也較大。因此，對胸主動脈管壁的研究，不僅可以為TAD和TAA發(fā)病機制的闡明提供依據(jù)，更有助于手術(shù)方式和時機的選擇，甚至可以為TAD和TAA的內(nèi)科藥物治療提供可能的分子靶點。
　　 從發(fā)病機制上看，TAD和TAA與腹主動脈瘤（AbdominAlaortic aneurysm，AAA）存在著很多相似之處。對AAA的研究表明：炎癥反應(yīng)和炎癥介質(zhì)在AAA的發(fā)生發(fā)展中起著十分重要的作用。炎癥反應(yīng)包括炎

3、性細胞的浸潤（如CD4+T細胞和CD68+巨噬細胞）以及炎性介質(zhì)的產(chǎn)生（如IL-1β和INF-γ）。研究表明：IL-1β和INF-γ在主動脈擴張性疾病中起著重要作用。AAA患者血漿中IL-1β水平明顯升高。Keen等發(fā)現(xiàn)IL-1β可以通過影響平滑肌細胞中的膠原酶及其基因的表達，增加動脈瘤中基質(zhì)的降解，進而影響主動脈中膜的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，導(dǎo)致動脈瘤的形成。Tang等發(fā)現(xiàn)INF-γ在升主動脈瘤管壁炎性細胞中高表達，管壁的炎性反應(yīng)與動脈瘤直徑呈正相

4、關(guān)，而INF-γ可以降解基質(zhì)蛋白，導(dǎo)致彈力纖維的斷裂。
　　 胸主動脈擴張性疾病涉及到主動脈管徑的變化和管壁的重塑，在這個過程中，一直以來有兩個主要機制直接介導(dǎo)了這個過程，一個是基質(zhì)金屬蛋白酶家族（MMPs）及其抑制物家族(TIMPs)的產(chǎn)生變化導(dǎo)致的基質(zhì)降解，以及彈性蛋白和膠原蛋白的更新和濃度變化；另一個是中膜SMC凋亡增加造成的動脈管壁細胞密度降低，功能下降。兩種作用機制可能在TAA和TAD主動脈管壁薄弱中分別起作用，也可能

5、相互作用，但目前尚無證據(jù)證明兩者之間有必然聯(lián)系。
　　 綜上所述，本實驗選擇了傳統(tǒng)的炎性介質(zhì)IL-1β和IFN-γ，初步探討其在人和大鼠TAD管壁組織中的表達情況，并分析其與MMPs的表達、中膜細胞凋亡及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路p38和JNK的可能關(guān)系，為IL-1β和IFN-γ在TAD發(fā)病中的可能作用及作用機制提供一定線索。
　　 研究目的：1）通過研究胸主動脈管壁的平滑肌細胞凋亡情況，基質(zhì)金屬蛋白酶9（Matrix metallo

6、proteinase-9，MMP-9）的表達，白介素1β（Interleukin-1β，IL-1β）和γ-干擾素(Interferon-γ,INF-γ)的表達和定位及其相互關(guān)系，來推測IL-1β和INF-γ在TAD和TAA形成過程中的可能作用及作用方式；2）通過研究信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白p38和JNK蛋白在TAD和TAA的表達和定位，初步探討IL-1β和INF-γ在TAD和TAA中的可能信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式，為IL-1β和INF-γ在TAD和TAA發(fā)病中

7、的作用奠定理論基礎(chǔ)。3）根據(jù)TAD和TAA主動脈標(biāo)本中IL-1β和INF-γ的表達與正常人主動脈標(biāo)本中表達的差異，在β-aminopropionitrile（BAPN）誘導(dǎo)的大鼠主動脈夾層模型中進行驗證。
　　 研究方法：1）選取2005年2月－2007年3月間本院手術(shù)切除的11例TAD標(biāo)本和10例TAA標(biāo)本，另取7例非主動脈疾病的主動脈管壁為正常對照，TUNEL染色觀察管壁平滑肌細胞凋亡情況，免疫組織化學(xué)染色觀察胸主動脈中膜I

8、L-1β、IFN-γ和MMP-9陽性細胞數(shù)和細胞定位，免疫蛋白印跡和實時定量PCR分析TAD標(biāo)本和TAA標(biāo)本中膜IL-1β和IFN-γ的蛋白和mRNA含量，將管壁平滑肌細胞凋亡情況，IL-1β、IFN-γ和MMP-9表達情況進行統(tǒng)計學(xué)分析，找出與IL-1β和IFN-γ的可能作用途徑；2）對TAD標(biāo)本和TAA標(biāo)本管壁磷酸化p38和JNK蛋白進行免疫組織化學(xué)和免疫蛋白印跡分析，并與IL-1β和IFN-γ蛋白含量進行相關(guān)性分析，找出其與IL-

9、1β和IFN-γ的可能關(guān)系，推測IL-1β和IFN-γ在細胞內(nèi)的可能信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式。并在BAPN導(dǎo)致的大鼠模型中進行驗證。
　　 結(jié)果：在人主動脈標(biāo)本中：1）IL-1β的蛋白含量在TAA和TAD組中表達較對照組為高（P<0.01），TAA組中表達較TAD組高（P<0.01）；IFN-γ的蛋白含量在TAA組中表達較TAD和對照組為高（P<0.01），TAD和對照組蛋白含量無明顯差異；TAA和TAD組中MMP-9的表達較對照組為高（P

10、<0.01）。2）TAD和TAA組細胞凋亡較對照組明顯升高（P<0.01），TAD組較TAA組明顯升高（P<0.01）；3）TAD組中，IL-1β與MMP-9和p38的表達呈正相關(guān)（P<0.01）；TAA組中，IFN-γ與MMP-9、JNK和中膜細胞凋亡呈正相關(guān)(p<0.05,p<0.05,p<0.01)，IL-1β和細胞凋亡呈正相關(guān)（p<0.01)。在大鼠主動脈夾層標(biāo)本中：IL-1β、MMP-2和MMP-9在BAPN導(dǎo)致的胸主動脈夾層

11、標(biāo)本中表達顯著升高。TUNEL陽性細胞分布在整個血管壁，局部濃聚于TAD的中膜。中膜凋亡細胞在BAPN所致TAD組織中顯著高表達。
　　 結(jié)論：1）TAA中IL-1β和INF-γ高表達，INF-γ可能通過增加MMP-9的表達和主動脈管壁基質(zhì)降解起作用，進而導(dǎo)致主動脈的擴張。2）TAD中IL-1β高表達，可能通過增加MMP-9的表達和主動脈管壁基質(zhì)降解起作用。3）IL-1β和INF-γ可能通過p38和JNK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮其生物學(xué)