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目的:研究5-氨基酮戊酸(5-Aminolaevulinic acid,ALA)介导的声动力疗法(Sonodynamic therapy,SDT)对动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)斑块的治疗作用,并探讨其机制。方法:球囊损伤加高脂喂养建立兔股AS斑块模型,荧光显微镜及荧光光谱仪检测静脉注射ALA后不同时间,其代谢产物原卟啉IX(Protoporphyrin IX,PpIX)在斑块中的代谢与分布;兔接受不同参数的SDT治疗,治疗后短期(3天内)及长期(1-12周),分别进行病理、免疫组化、免疫荧光TUNEL及高频超声检测,观察斑块大小、巨噬细胞、平滑肌细胞、胶原、脂质、细胞凋亡和炎症因子变化,以及全身血液细胞和治疗局部肌肉的变化。高脂喂养apoE-/-小鼠12周建立AS斑块模型,荧光光谱仪及荧光成像仪检测ALA-PpIX在小鼠脏器及斑块中的代谢;小鼠进行SDT治疗后,进行病理、免疫组化、免疫荧光、TUNEL、荧光微球及ELISA检测,观察斑块内细胞凋亡、单核细胞趋化、巨噬细胞有效吞噬、巨噬细胞迁移及炎症因子变化。体外诱导并培养THP-1巨噬细胞,Western blot、ELISA、Transwell、流式细胞仪及荧光染色检测SDT诱导细胞凋亡途径及细胞炎症因子分泌及ATP释放的影响。结果:ALA-PpIX选择性的聚集在AS斑块的巨噬细胞线粒体内。与对照组相比,SDT治疗后6、12、24及72小时,兔股动脉AS斑块中细胞凋亡,caspase-9及caspase-3酶活性明显增加,免疫荧光染色显示凋亡细胞主要为巨噬细胞;SDT治疗后3天斑块中巨噬细胞含量及炎症因子TNF-α、IL-1β表达明显减小;SDT治疗后1、4、8及12周,兔股动脉AS斑块面积明显减小,管腔面积增加,斑块内巨噬细胞及脂质含量明显降低,平滑肌细胞及胶原含量明显升高,斑块趋于稳定;SDT治疗后兔全身血液细胞及治疗局部肌肉无明显变化。与对照组相比,SDT治疗后6小时,apoE-/-小鼠主动脉根部AS斑块内凋亡细胞明显增加,治疗后1天,斑块内由血液中趋化来的单核细胞明显增多,巨噬细胞有效吞噬增强,治疗后3天,巨噬细胞迁移能力增强;SDT治疗后7天,斑块中巨噬细胞含量及促炎因子TNF-α及IL-6表达降低,抗炎因子IL-10及TGF–β表达升高,这些变化能被caspase抑制剂zVAD-fmk抑制。在THP-1巨噬细胞中,SDT治疗后,细胞内活性氧含量增加,线粒体膜电位下降,胞浆细胞色素C含量增加,caspase-9及caspase-3蛋白表达及酶活性增加,细胞凋亡率明显增加;SDT治疗后,细胞分泌促炎因子TNF-α及IL-6明显减少;SDT治疗后,细胞释放ATP明显增加,其上清夜对单核细胞的趋化明显增强。结论:ALA-PpIX选择性的聚集在AS斑块巨噬细胞线粒体内,ALA-SDT诱导斑块内巨噬细胞线粒体-caspase途径凋亡,抑制炎症因子释放,增加ATP释放,从而促进斑块内炎症消退过程,改善斑块炎症环境并减小及稳定AS斑块,而不产生全身及治疗局部的副作用。ALA-SDT是一种潜在的针对AS斑块炎症机理的无创、安全及有效的治疗方法。