大鼠胸主動脈損傷致細胞外基質代謝及血管重塑機制.pdf

1、目的：本實驗主要通過經典的CaCl2損傷致動脈瘤模型來觀察胸主動脈損傷后血管重塑和細胞外基質代謝的變化，以及不同基質金屬蛋白酶在細胞外基質代謝過程中的作用，進而探討胸主動脈瘤的發(fā)病機制。
　　 方法：選用20只健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠，隨機分為2組(氯化鈣組和生理鹽水組)，開胸手術后胸主動脈經外膜分別給予浸潤了1.0M CaCl2和0.9％ NaCl海綿外敷15分鐘處理。術后三個月行造影術觀察動脈內徑改變

2、，造影術后處死大鼠進行大體標本采集并觀察動脈外徑改變，蘇木素-伊紅染色（Hematoxylin-Eosin stain，HE染色）、彈力纖維Weigert法染色和天狼星紅膠原染色觀察組織學變化。半定量RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)分析和免疫組化染色分別評價基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase）MMP-2、MMP-9、基質金屬蛋白酶

3、組織抑制物TIMP-1、TIMP-2的mRNA轉錄及蛋白質翻譯水平，同時CD68+免疫組化染色評估巨噬細胞浸潤情況。
　　 結果：術后三個月，氯化鈣組損傷段動脈血管外壁鈣化，但外徑并未較該組未損傷段動脈及生理鹽水組動脈發(fā)生明顯變化；而造影發(fā)現(xiàn)氯化鈣組損傷段動脈內徑較其上方未損傷段動脈明顯狹窄(35％)，生理鹽水組手術處未見明顯狹窄或擴張。HE染色顯示氯化鈣組手術段動脈內中膜厚度（intima-media thickness，IM

4、T）較未手術段明顯增厚(0.163um±0.039um vs 0.089um±0.107um，p=0.001)，但與生理鹽水組管壁厚度無明顯差異；彈力纖維染色可見主動脈中膜彈力纖維層次不清、明顯變細，大部分纖維斷裂、碎片或缺如；天狼星紅染色顯示血管中膜膠原纖維分布紊亂，表現(xiàn)為部分纖維降解，亦存在局部增生現(xiàn)象。免疫組化染色發(fā)現(xiàn)MMP-2、MMP-9在動脈全層分布顯著增加 (比較兩組間中膜陽性表達面積百分比，分別為0.99％±0.03 vs

5、 20.75％±9.51％，p<0.01；1.00％±0.05％ vs 27.17％±15.04％，p<0.01)；而TIMP-1、TIMP-2的分布在兩組間沒有顯著差異。mRNA的分析結果顯示，氯化鈣組損傷段動脈壁MMP-9的轉錄水平較生理鹽水組明顯上調(p<0.01)。氯化鈣損傷段動脈壁中MMP-2的mRNA轉錄水平下調，而其上方未損傷段動脈壁中MMP-2轉錄水平較生理鹽水組上調，但以上改變均無統(tǒng)計學差異(p>0.05)。雖然TIM

6、P-1、TIMP-2的轉錄水平與MMP-2有相似的變化趨勢，但是氯化鈣組未損傷段動脈中TIMP-2的轉錄水平顯著高于生理鹽水組(p<0.05)。此外，氯化鈣組損傷段MMP-9/TIMP-1的比值較生理鹽水組顯著上升(p<0.01)。彈力纖維破壞程度積分與MMP-2、MMP-9的表達面積的Spearson相關系數分別為0.711 (p=0.003)；0.719 (p=0.003)。血管壁CD68+免疫組化結果分析顯示巨噬細胞數量在兩組間無

7、顯著差異。
　　 結論：動脈損傷后發(fā)生血管壁重構，損傷處附近正常的未損傷段動脈管壁變薄，而損傷處動脈內膜與中膜相對增厚。對血管順應性有重要作用的細胞外基質發(fā)生代謝紊亂，表現(xiàn)為彈力纖維和膠原纖維降解、斷裂。MMPs和TIMPs之間失衡，尤其是MMP-9的表達上調可能在此過程中起到了重要作用。雖然我們并未觀察到明顯的胸主動脈瘤形成，但以上病理改變很好得模擬了胸主動脈瘤中膜破壞及蛋白水解酶系統(tǒng)激活的特點。因此，我們推測血管壁的相對增厚