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主动脉夹层(aortic dissection,AD)是世界范围内常见的心血管疾病之一,目前尚无有效的治疗药物,死亡率极高,且其病因尚未明确。因此,对AD的发生机制进行深入研究能够为寻找该病的治疗新途径提供理论基础。本研究首先建立Sprague-Dawley(SD)大鼠AD模型,在此模型的基础上,我们以大鼠AD血管及人AD血管为研究对象,予不同机械牵张力牵张后发现血管MMP-9的表达增加,其作用机制考虑为夹层血管受到机械牵张作用后,血管平滑肌细胞上的牵张激活离子通道(SAC)开放,激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路,从而在转录水平调节MMP-9的表达;同时经机械牵张后AD血管IL-1β、TNF-α等炎症因子分泌增多,这些炎症因子亦能够通过活化MAPK信号通路,进一步调控MMP-9的表达,最终促进AD的发生和发展。因此我们认为:机械牵张通过激活MAPK信号通路上调MMP-9的表达,同时促进炎症因子释放,最终导致AD的发生和发展。第一部分SD大鼠主动脉夹层模型的建立目的寻找有效建立SD大鼠主动脉夹层动物模型的方法,为后续做主动脉夹层发病机制的研究提供可靠保障。方法将40只3周龄雄性SD大鼠随机分为4组:对照组、0.6%BAPN组、0.8%BAPN组和1.0%BAPN组,每组10只。对照组大鼠自由饮水饮食;0.6%BAPN组大鼠予0.6%浓度的BAPN溶液充当饮用水进行饲养,自由进食普通大鼠饲料;0.8%BAPN组大鼠予0.8%浓度的BAPN溶液充当饮用水进行饲养,自由进食普通大鼠饲料;1.0%BAPN组大鼠予1.0%浓度的BAPN溶液充当饮用水进行饲养,自由进食普通大鼠饲料;检测各组大鼠体重,观察其一般情况。采集大鼠血管样品,制作主动脉夹层血管组织切片,并分别进行HE染色和Masson染色。结果对照组和0.6%BAPN组大鼠在实验期间的状态良好,普通大鼠饲料的摄入和饮水基本正常,体重也逐渐上升,第6周末时的体重较第1周明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05);整个实验过程中均未发生死亡;对照组所有大鼠均未形成主动脉夹层;0.6%BAPN组大鼠的夹层形成率为20.0%。0.8%BAPN组大鼠在实验期间的状态较差,普通大鼠饲料的摄入和饮水都较少,体重增长稍缓慢,第6周末时的体重较第1周有统计学差异(P<0.05);整个实验过程中有2只大鼠因主动脉夹层破裂而死亡;该组大鼠的夹层形成率为60.0%。1.0%BAPN组大鼠在实验期间的状态非常差,普通大鼠饲料的摄入和饮水都非常少,体重增长非常缓慢,第6周末的体重较第1周有统计学差异(P<0.05);整个实验过程中10只大鼠全部死亡,其中5只死于主动脉夹层破裂;该组大鼠的夹层形成率为50.0%。结论单用0.8%BAPN喂养的方法能够诱导大鼠主动脉夹层形成,此方法简单易行,效果良好。第二部分机械牵张通过MAPK信号通路对MMP-9表达的影响目的探讨机械牵张后主动脉夹层血管MMP-9表达升高是否受到ERK1/2、JNK1及p38等MAPK信号通路调控,以及机械牵张力作用于主动脉夹层血管对炎症因子的影响情况。方法将40只SD大鼠的主动脉夹层血管及24例患者的主动脉夹层血管环作为研究对象,随机分为8组:(1)0g组(血管环用0g的机械牵张力牵张);(2)3g/5g组(大鼠血管环用3g/人血管环用5g的机械牵张力牵张);(3)3g/5g+SB203580(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L SB203580干预后再予3g/5g机械牵张力牵张);(4)3g/5g+SP600125(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L SP600125干预后再予3g/5g机械牵张力牵张);(5)3g/5g+U0126(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L U0126干预后再予3g/5g机械牵张力牵张);(6)0g+SB203580(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L SB203580干预后再予0g机械牵张力牵张);(7)0g+SP600125(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L SP600125干预后再予0g机械牵张力牵张);(8)0g+U0126(40μmol/L)组(血管环用40μmol/L U0126干预后再予0g机械牵张力牵张)。利用HE和Masson检测大鼠主动脉夹层血管各组病理情况,免疫组化检测大鼠主动脉夹层血管各组ERK1/2、p38和JNK1及磷酸化的情况和MMP-9的表达情况;RT-PCR检测大鼠主动脉夹层血管各组IL-1β、TNF-α和MMP-9 m RNA表达情况;Western blot检测大鼠主动脉夹层血管各组IL-1β、TNF-α、MMP-9的表达和ERK1/2、JNK1和p38蛋白总量及其磷酸化水平;Western blot检测人主动脉夹层血管各组MMP-9的表达和ERK1/2、JNK1和p38蛋白总量及其磷酸化水平。结果与0g组相比,加入抑制剂组IL-1β、TNF-α、p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达水平降低;在3g的机械牵张力作用下IL-1β、TNF-α、p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达显著升高,同样在3g的机械牵张力作用下使用抑制剂组IL-1β、TNF-α、p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达明显减少(P<0.05);与0g组相比,加入抑制剂组p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达水平降低;而ERK1/2、p38、JNK1蛋白总量无明显变化。在5g的机械牵张力作用下p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达显著升高,而ERK1/2、p38、JNK1蛋白总量无明显变化。同样在5g的机械牵张力作用下使用抑制剂组p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达明显减少(P<0.05),而ERK1/2、p38、JNK1蛋白总量无明显变化。结论1.主动脉夹层血管在机械牵张诱导下,可以促使MMP-9的表达增加,其机制可能为夹层血管环受到机械牵张力作用后,开放血管平滑肌细胞上的牵张激活离子通道,增强ERK1/2,p38,JNK1信号通路活性,从而在转录水平调节MMP-9的表达;2.通过机械牵张力作用后主动脉夹层血管IL-1β、TNF-α等炎症因子分泌增多。第三部分炎症因子IL-1β和TNF-α通过MAPK信号通路促进MMP-9表达的研究目的探讨经机械牵张后IL-1β、TNF-α等炎症因子对主动脉夹层血管MMP-9表达的影响及其是否通过活化MAPK信号通路起作用。方法建立SD大鼠主动脉夹层模型,予不同机械牵张力作用于主动脉夹层血管(方法同第二部分),同时加入炎症因子干预;实验一分组为:(1)3g组;(2)3g+IL-1β(160pg/ml)组;(3)3g+TNF-α(150pg/ml)组;(4)0g组;(5)0g+IL-1β(160pg/ml)组;(6)0g+TNF-α(150pg/ml)组;实验二分组为:(1)3g+IL-1β(160pg/ml)组;(2)3g+IL-1β(160pg/ml)+SB203580(40μmol/L)组;(3)3g+IL-1β(160pg/ml)+SP600125(40μmol/L)组;(4)3g+IL-1β(160pg/ml)+U0126(40μmol/L)组;(5)3g+TNF-α(150pg/ml)组;(6)3g+TNF-α(150pg/ml)+SB203580(40μmol/L)组;(7)3g+TNF-α(150pg/ml)+SP600125(40μmol/L)组;(8)3g+TNF-α(150pg/ml)+U0126(40μmol/L)组。免疫组化检测各组ERK1/2、p38和JNK1及磷酸化的表达情况和MMP-9的表达情况;PCR检测各组IL-1β、TNF-α和MMP-9的表达;Western blot检测各组IL-1β、TNF-α、MMP-9蛋白的表达情况和ERK1/2、JNK1和p38蛋白总量及其磷酸化水平。结果与3g和0g组相比,加入IL-1β后,IL-1β的表达显著增高;加入TNF-α后,TNF-α的表达水平明显增高(P<0.05)。与3g+IL-1β和3 g+TNF-α相比,加入抑制剂组IL-1β和TNF-α表达水平显著降低(P<0.05)。与3g和0g组相比,加入IL-1β和TNF-α组,p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9的表达明显增高;而ERK1/2、p38、JNK1蛋白总量无明显变化。与3g+IL-1β和3 g+TNF-α相比,加入抑制剂组p-ERK1/2、p-p38、p-JNK1和MMP-9表达水平显著降低(P<0.05),而ERK1/2、p38、JNK1蛋白总量无明显变化。结论机械牵张力作用于主动脉夹层血管后IL-1β、TNF-α等炎症因子分泌增多,同时炎症因子IL-1β、TNF-α能够进一步增强ERK1/2、p38和JNK1信号通路活性,上调MMP-9的表达,最终促进主动脉夹层的发生和发展。