Id1調(diào)控血管新生參與動脈粥樣硬化易損斑塊形成及其機制.pdf

1、據(jù)2008年世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計公告，截止到2004年，缺血性心臟病和腦血管疾病分別位列全球死亡人數(shù)的前兩位，共占死亡人數(shù)的21.9％，并且預(yù)計到2030年，這個比例將達(dá)到26.3％。進入本世紀(jì)以來，隨著人民生活水平的提高，心腦血管疾病已成為我國的第一位殺手。缺血性心臟病和腦血管疾病都是由于動脈粥樣硬化(Atherosclerosis，AS)而導(dǎo)致動脈梗阻或狹窄，并且大部分人沒有前驅(qū)癥狀，現(xiàn)有的診斷技術(shù)難以在心腦血管事件發(fā)生前檢測

2、出來。導(dǎo)致急性心腦血管疾病發(fā)生的主要原因是AS斑塊破裂和血栓形成，而70％-80％的冠狀動脈血栓形成繼發(fā)于斑塊破裂，易損斑塊是AS斑塊破裂和血栓形成的直接原因。因此，深入研究易損斑塊的發(fā)生機制對降低AS疾病的致殘、致死率有至關(guān)重要的意義。
　　 研究報道斑塊破裂主要發(fā)生在斑塊近心端的高切應(yīng)力區(qū)域，但是其機理一直沒能闡明。而斑塊內(nèi)血管新生，特別是未成熟的新生血管(未形成完整穩(wěn)定的中膜和外膜)可能是引發(fā)斑塊內(nèi)出血導(dǎo)致易損斑塊形成的重

3、要因素。切應(yīng)力和氧化型低密度脂蛋白不僅是AS易損斑塊形成的重要刺激因素，也是血管新生的重要調(diào)節(jié)因素，如能闡明狹窄血管近心端的高切應(yīng)力通過刺激內(nèi)皮細(xì)胞血管新生進而引起易損斑塊形成及其分子機制，特別是分化抑制因子(Inhibitor of Differentiation，Id1)信號通路參與血管新生的地位和作用，不僅能為AS易損斑塊的成因理論提供科學(xué)依據(jù)，而且能為易損斑塊治療提供新的靶點。
　　 在本課題研究中，我們用血管外周套環(huán)在

4、兔左頸總動脈上構(gòu)建狹窄模型，并使用血流量計測量血流量并計算狹窄血管近心端和遠(yuǎn)心端的切應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上給兔子飼喂高脂飼料(1％膽固醇和5％豬油)，進而研究斑塊的組成、血管新生種類、數(shù)量以及切應(yīng)力和氧化型低密度脂蛋白(Oxidized Low Density Lipoprotein，oxLDL)對血管新生的影響和Id1表達(dá)和分布的調(diào)控。并進一步通過構(gòu)建Id1過表達(dá)和干擾穩(wěn)定細(xì)胞株來研究Id1調(diào)控血管新生的分子機制。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：<

5、br>　　 1.構(gòu)建兔左頸動脈狹窄模型，右側(cè)頸動脈進行假手術(shù)對照，用血流量測量計算顯示狹窄血管近心端為高切應(yīng)力區(qū)域，而狹窄血管遠(yuǎn)心端為低切應(yīng)力區(qū)域。在普通飲食條件下，僅縮窄性套環(huán)模型不會引起易損斑塊的形成，高切應(yīng)力和低切應(yīng)力區(qū)域引起的內(nèi)膜增生基本一致。但高脂飲食情況下，左頸動脈狹窄血管近心端易發(fā)生易損斑塊，遠(yuǎn)心端僅引起內(nèi)膜增生。而右側(cè)對照血管，雖然也暴露在于高脂條件下，但僅有極其輕微的內(nèi)膜增生。與低切應(yīng)力區(qū)域相比，高切應(yīng)力區(qū)域斑塊內(nèi)出

6、血顯著增加(83％比17％，p<0.01)，膠原含量下降(10.6％±0.5％比33.1％±1.2％，p<0.01)，高切應(yīng)力區(qū)域平滑肌細(xì)胞凋亡增加(7.03±2.22比1.87±0.49，p<0.05)。有意思的是，與低切應(yīng)力區(qū)域相比，高切應(yīng)力雖然誘導(dǎo)易損斑塊形成，但內(nèi)皮層完整并且功能正常，具有高的一氧化氮合成酶表達(dá)(1570.33±345.54比172.98±49.89，p<0.01)。
　　 2.通過對兔子狹窄血管遠(yuǎn)心端組

7、織進行HE染色和透射電鏡研究顯示，與遠(yuǎn)心端低切應(yīng)力區(qū)域相比，狹窄血管近心端高切應(yīng)力區(qū)域有大量的新生血管(20±3n/mm2比4±1n/mm2，p<0.01)，并且對新生血管的超微結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)高切應(yīng)力區(qū)域易損斑塊內(nèi)的新生血管主要為外膜不完整、內(nèi)皮細(xì)胞有凋亡趨勢、管腔內(nèi)有大量淋巴細(xì)胞浸潤的易泄漏微血管。為了進一步證明高脂飲食條件下，高切應(yīng)力區(qū)域有更多的血管新生，我們通過動脈環(huán)血管生成模型研究，在高脂飲食情況下，左頸動脈狹窄血管近心端的血管新

8、生能力最強，其次為狹窄血管遠(yuǎn)心端，都比同一大鼠右側(cè)未狹窄血管的血管新生能力要強。以上結(jié)果顯示高切應(yīng)力和脂蛋白可能都是血管新生的重要調(diào)控因素。
　　 3.通過體外構(gòu)建流動腔系統(tǒng)來研究切應(yīng)力對內(nèi)皮細(xì)胞血管新生以及Id1蛋白的表達(dá)和分布調(diào)控。結(jié)果顯示高切應(yīng)力促進Id1蛋白的表達(dá)和出核，同時促進血管新生。另外，我們也研究了oxLDL對內(nèi)皮細(xì)胞血管新生的調(diào)控以及Id1蛋白的表達(dá)和分布。結(jié)果顯示低濃度的氧化型低密度脂蛋白促進血管新生和Id1

9、蛋白的表達(dá)和出核，而當(dāng)Id1蛋白出核被抑制后，oxLDL促進內(nèi)皮細(xì)胞血管新生的能力明顯得到抑制。
　　 4.在發(fā)現(xiàn)Id1蛋白是高切應(yīng)力和低濃度的氧化型低密度脂蛋白調(diào)控血管新生重要蛋白的基礎(chǔ)上，我們進一步通過構(gòu)建Id1過表達(dá)和干擾載體來研究Id1調(diào)控血管新生的分子機制。上調(diào)臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞Id1的表達(dá)激活內(nèi)皮細(xì)胞整合素β1的表達(dá)，并促進細(xì)胞的粘附和鋪展；相反，抑制細(xì)胞內(nèi)Id1的表達(dá)抑制了整合素β1的表達(dá)，并且抑制內(nèi)皮細(xì)胞粘附、鋪展以

10、及血管新生等。通過使用整合素β1抗體發(fā)現(xiàn)Id1調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的粘附、鋪展和血管新生受整合素β1的調(diào)控。此外，我們進一步分析內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架，上調(diào)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)Id1的表達(dá)后，內(nèi)皮細(xì)胞的骨架形成能力和細(xì)胞收縮能力均增強，而干擾Id1后完全抑制了胞漿內(nèi)細(xì)胞骨架的形成，并且通過使用Rho激酶抑制劑Y27632能夠抑制Id1過表達(dá)增強的細(xì)胞骨架和血管新生。
　　 5.Id1能夠促進血管新生和整合素β1的表達(dá)，但是Id1調(diào)控整合素β1

11、表達(dá)的機制還沒有被闡明。過表達(dá)Id1促進細(xì)胞遷移和整合素β1的表達(dá)，但是抑制整合素β1阻斷細(xì)胞的遷移，Id1過表達(dá)引起的細(xì)胞遷移也可以被整合素β1抗體抑制，這暗示Id1促進細(xì)胞遷移是通過調(diào)控整合素β1來實現(xiàn)的。Id1抑制p53表達(dá)，并抑制p53入核。為了證實p53確實能調(diào)控整合素β1的表達(dá)，我們使用p53特異性的功能抑制劑Pifithrin-α(PFT-α)，對p53本身的表達(dá)和分布沒有明顯的影響，而PFT-α可以逆轉(zhuǎn)Id1敲除所抑制的