Egr-1特異脫氧核酶抑制大鼠頸總動(dòng)脈損傷后內(nèi)膜增生研究.pdf

1、經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(percutaneouscoronaryintervention，PCI)是目前廣泛應(yīng)用的治療冠心病手段之一，但PCI術(shù)后的再狹窄(restenosis，RS)影響了它的遠(yuǎn)期療效。RS的機(jī)制很復(fù)雜，包括早期的血管彈性回縮和后期的血管平滑肌細(xì)胞(vascularsmoothmusclecell，VSMC)增生、遷移，細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生以及血管重塑等。雖然藥物涂層支架的應(yīng)用可以降低RS的發(fā)生率，但更遠(yuǎn)期效果還不清楚，因

2、此尋找抑制PCI術(shù)后RS的方法仍是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。脫氧核酶(deoxyribozyme，DRz)是一種具有酶催化活性的DNA分子，作為一種基因抑制劑有著實(shí)際的治療作用。早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子-1(earlygrowthresponsefactor-1，Egr-1)是一種鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子，在動(dòng)脈損傷等外界刺激下被激活，誘導(dǎo)VSMC的分裂、增殖和內(nèi)膜增生。本研究的目的是應(yīng)用合成的Egr-1特異脫氧核酶(DNAenzyme/10-23DRz，ED5

3、)，轉(zhuǎn)染至球囊損傷后的大鼠頸總動(dòng)脈中，觀察其對(duì)大鼠頸總動(dòng)脈球囊損傷后血管內(nèi)皮細(xì)胞功能、平滑肌細(xì)胞表型和內(nèi)膜增生的影響，探討其在血管損傷后抑制內(nèi)膜增生的作用機(jī)制。 Egr-1是一種即刻早期基因產(chǎn)物和鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子，也是一種DNA結(jié)合蛋白，可以與富含GC的序列結(jié)合而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。文獻(xiàn)報(bào)道Egr-1可能是一種實(shí)用而且理想的防止介入治療后RS的靶因子，這是因?yàn)?1)Egr-1在正常的動(dòng)脈中表達(dá)很低或不表達(dá)，但機(jī)械損傷后其表達(dá)快速上調(diào)。(2

4、)Egr-1控制著許多與形成血管狹窄有關(guān)因子的基因表達(dá)，這些因子誘導(dǎo)VSMC的增生和遷移，細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，細(xì)胞間的黏附和血栓的形成。(3)Egr-1被多種刺激(包括生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、缺氧、機(jī)械損傷和有害刺激等)所激活，從而促進(jìn)介入治療后再狹窄和動(dòng)脈硬化再狹窄的發(fā)生。(4)最近在人的動(dòng)脈硬化狹窄處發(fā)現(xiàn)大量Egr-1和Egr-1依賴基因的表達(dá)。DRz是一類具有酶活性的DNA分子，10-23DRz是其家族成員之一，它具有磷酸酯酶活性，其兩

5、側(cè)的底物識(shí)別序列可與RNA底物特異結(jié)合，其切割位點(diǎn)在RNA分子上的兩個(gè)未配對(duì)的嘌呤和配對(duì)的嘧啶之間，從而可將底物RNA切斷。本研究經(jīng)過合成具有酶活性的ED5，經(jīng)轉(zhuǎn)染球囊損傷后的動(dòng)脈，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論Egr-1的蛋白還是RNA都得到了很好的抑制，同時(shí)觀察到內(nèi)膜增厚明顯減輕，進(jìn)一步證明其有效性。 為探討轉(zhuǎn)染ED5后其它影響內(nèi)膜增生的因素，本文檢測(cè)了反映內(nèi)皮分泌作用的重要指標(biāo)。NO是一種具有多種生物學(xué)活性的細(xì)胞因子，生理狀態(tài)下它能擴(kuò)張血管

6、，增加血流量，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)，抑制血小板黏附集聚而抑制附壁血栓的形成，抑制白細(xì)胞黏附激活而抑制血管壁炎癥反應(yīng)，抑制平滑肌細(xì)胞分裂增殖并促進(jìn)其發(fā)生凋亡而抑制新生內(nèi)膜的形成及增厚；NOS是NO合成的限速酶，在NOS的作用下，體內(nèi)的左旋精氨酸和分子氧發(fā)生反應(yīng)，脫去左旋胍氨酸而釋放NO。ET是迄今為止體內(nèi)最強(qiáng)的縮血管活性肽，同時(shí)具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)因子樣活性，通過自分泌或旁分泌方式促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增生。有研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷后造

7、成NOS的大量破壞，NO合成減少，同樣血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷后造成ET釋放增加。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用ED5治療后雖可以減少血管損傷后的ET釋放，但由于血管內(nèi)膜損傷后仍可釋放大量ET，因此其高于正常組是很容易理解的。實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)ED5可以增加血管損傷后NO和NOS的釋放量，NO與NOS的增加是一致的，而治療組及對(duì)照組NOS的釋放量均高于假手術(shù)組，考慮是血管損傷后為維持損傷血管的張力及減少血栓形成的一種代償機(jī)制。因此，我們認(rèn)為ED5對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的

8、影響可能是ED5通過抑制Egr-1的合成，間接發(fā)揮改善血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的作用。 TGF-β是體內(nèi)廣泛存在的一種細(xì)胞因子，業(yè)已證明，TGF-β1促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞再生和血管生長(zhǎng)，促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增生，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)形成并抑制其分解。在大鼠球囊損傷的血管研究中發(fā)現(xiàn)，TGF-β1mRNA高表達(dá)可持續(xù)2w或更長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)用TGF-β1抗體可抑制新生內(nèi)膜的形成。Chamberlain等發(fā)現(xiàn)PTCA后增生的內(nèi)膜中TGF-β的活性增強(qiáng)。這些均說明TGF

9、-β1在再狹窄的形成中起著重要作用。研究亦發(fā)現(xiàn)大鼠球囊血管損傷后TGF-β1的高表達(dá)，14d最為明顯。ED5治療后TGF-β1的表達(dá)下降，這可能與Egr-1控制TGF-β1等下游基因表達(dá)有關(guān)。ED5減少了Egr-1表達(dá)，TGF-β1的表達(dá)也隨之下降。 結(jié)論： 1.轉(zhuǎn)染ED5可降低血漿ET含量，增加血清NO及NOS水平，從而發(fā)揮改善血管內(nèi)皮功能的作用。 2.ED5可特異地抑制Egr-1及其相關(guān)基因的表達(dá)，抑制血管內(nèi)