动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是由多种因素和作用环节介导的慢性进行性病理过程,其受多种遗传因素和外界因素的影响,是目前严重危害人类健康的三大疾病之一,是导致冠心病、心肌梗塞等心血管病的主要病理生理基础。AS的发病机制非常复杂,从血脂代谢紊乱、内皮细胞损伤、炎症细胞侵入、泡沫细胞形成以及血管平滑肌细胞游走、增殖,到脂质条纹、纤维斑块乃至粥样斑块的形成过程中炎症反应起着重要的作用,涉及到一系列炎症相关基因的表达变化。目前对AS的早期发病机制还不明确,往往是血脂异常、糖代谢失衡以及炎症等多种危险因素并存,共同影响着AS的发生发展。肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα, TNF-α),作为重要的炎症因子,在AS的发生发展过程中起着重要作用。TNF-α促进血管内皮细胞ICAM-1等粘附分子表达,刺激血管内皮细胞、成纤维细胞、单核/巨噬细胞分泌IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α等细胞因子,诱导炎症反应。AS作为一种慢性炎症性疾病,在其发生发展过程中炎症反应贯穿其整个病理过程。目前TNF-α在AS发病的早期阶段,尤其是脂质条纹期的具体作用机制还不十分清楚。为了论证TNF-α在AS发生发展过程中影响炎症等细胞因子表达变化,从而影响AS的分子机制,本实验利用apoE-/-/TNF-α-/-(AT)双基因突变小鼠模型,检测AS早期病变脂质条纹期小鼠主动脉、肝脏中多种炎症相关基因的表达,旨在揭示TNF-α在AS发生早期阶段的作用,并初步探讨其作用机理,为进一步深入开展分子生物学研究奠定基础。本实验的结果显示:1.血脂生化指标检测:在6W龄时期,野生型(WT)小鼠、apoE-/-小鼠、TNF-α-/-小鼠及AT小鼠血清TG水平无显著性差异;而apoE-/-小鼠和AT小鼠中TC水平明显高于同龄WT小鼠(P<0.01)。与WT小鼠相比,apoE-/-小鼠血清HDL-C明显升高(P<0.05),且AT小鼠较apoE-/-小鼠显著下降(P<0.05)。LDL-C在apoE-/-小鼠和AT小鼠中均有显著升高(P<0.01)。2.主动脉根部病理形态检测:据对小鼠主动脉根部内膜病变情况的观察显示,在3W龄时,apoE-/-小鼠既已出现局部内膜泡沫细胞等内膜脂质沉积病变,而3W的AT小鼠主动脉根部内膜未观察到脂质沉积。而6W龄apoE-/-小鼠已经具有典型的AS脂质条纹病变,而在同年龄的AT小鼠中,只观察到轻微的脂质沉积,而同龄的WT小鼠和TNF-α-/-小鼠均未观察到任何AS早期病变。3.血清炎症因子检测:与apoE-/-小鼠相比,AT小鼠中血清IL-1β和IFN-γ的表达量明显下调(P<0.05)。AT小鼠血清IL-2的表达量高于apoE-/-小鼠,但并未达到统计学差异;而apoE-/-小鼠和AT小鼠IL-6的表达量相差不大。4.基因表达变化特征:TNF-α基因缺失小鼠其各种炎症因子在主动脉及肝脏中的表达均受到较大影响。在6W龄时,与apoE-/-小鼠相比,在AS早期发生过程中,巨噬细胞迁移相关的粘附分子与趋化因子VCAM-1,ICAM-1和MCP-1在AT小鼠中的表达量均有所下调。而IL-1β,IL-2,IL-6以及IFN-γ等促炎因子在TNF-α缺失后的表达变化呈现出两种趋势。IL-1和IFN-γ的表达较apoE-/-小鼠显著下调(P<0.01),而IL-2的表达显著上调(P<0.01)。IL-6的表达在这两种小鼠中的表达无显著性差异,但其变化趋势与IL-2一致。GM-CSF在AT小鼠中的表达量较apoE-/-小鼠明显上调(P<0.05)。鉴于上述多个基因的表达均通过NF-κB信号通路调节,我们进一步检测分析了NF-κB及I-κB的表达及其意义。结果表明,与apoE-/-小鼠相比,AT小鼠中NF-κB表达量明显下调(P<0.01)而I-κB的表达显著升高(P<0.01)。在3W龄时,主动脉炎症相关因子表达趋势与6W龄一致,但其表达量低于6W龄小鼠,表明随着年龄的增加,AS病变的加重,炎症状态也趋向于加重。与动脉中的情况不同,TNF-α的缺失对于肝脏相关炎症因子的表达影响呈现出不同的作用趋势。除IFN-γ的表达不具显著性差异外,AT小鼠中IL-1β,IL-2,IL-6及GM-CSF基因表达明显下调(P<0.05)。以上结果显示,1)TNF-α及其介导的炎症相关细胞因子的信号通路在小鼠AS的早期发生发展中发挥重要作用。2)TNF-α可通过其下游的NF-κB信号通路调节促炎因子、趋化因子和粘附分子等炎症相关的细胞因子的表达,它们之间相互作用、相互影响,共同参与了慢性炎症过程,从而延缓了其脂质条纹病灶损伤的发展。3)本实验结果还显示TNF-α的缺失对小鼠肝脏炎症因子表达影响不同于主动脉,其肝脏组织处于轻微炎症状态。上述结果提示:肝脏脂代谢紊乱可能只是AS早期病变脂质条纹时期的一个重要始动因素,炎症在随后的AS病变的发展过程中起到更主要的作用。