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        低氧性肺動(dòng)脈高壓患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)情況及其臨床意義

        2015-02-22 02:49:34符代炎戴愛國胡瑞成陳云榮朱黎明
        實(shí)用心腦肺血管病雜志 2015年5期
        關(guān)鍵詞:小動(dòng)脈管壁管腔

        符代炎,戴愛國,胡瑞成,田 華,陳云榮,朱黎明

        ·論著·

        低氧性肺動(dòng)脈高壓患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)情況及其臨床意義

        符代炎,戴愛國,胡瑞成,田 華,陳云榮,朱黎明

        目的 探討低氧性肺動(dòng)脈高壓(HPH)患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)情況及其臨床意義。方法 收集湖南省腫瘤醫(yī)院胸外科2008-04-01至2009-03-31行肺葉切除術(shù)的肺鱗癌患者36例,將除肺鱗癌外無其他肺部疾病患者12例納入對(duì)照組,COPD非肺動(dòng)脈高壓患者12例納入COPD組,COPD并HPH患者12例納入PH組。收集患者肺組織,觀察其肺血管重塑指標(biāo)〔肺小動(dòng)脈管壁厚度/血管外徑(WT%)、肺小動(dòng)脈管壁面積/管總面積(WA%)、肺小動(dòng)脈管腔面積/管總面積(LA%)〕,采用原位雜交法與免疫組織化學(xué)法檢測肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA及其蛋白表達(dá)情況。結(jié)果 光鏡下可見對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈管壁薄,管腔大;COPD組患者肺小動(dòng)脈管壁出現(xiàn)增厚,管腔狹窄;PH組患者肺小動(dòng)脈管壁厚度進(jìn)一步增加,管腔明顯變窄。COPD組患者WA%、WT%高于對(duì)照組,LA%低于對(duì)照組(P<0.05);PH組患者WA%、WT%高于COPD組,LA%低于COPD組(P<0.05)。原位雜交結(jié)果顯示,對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA呈低表達(dá),COPD組、PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA表達(dá)逐漸增高。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示,對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1蛋白呈低表達(dá),COPD組、PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1蛋白表達(dá)逐漸增高。PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量及其蛋白水平高于COPD組,COPD組高于對(duì)照組(P<0.05)。直線相關(guān)分析結(jié)果顯示,Siah1蛋白水平與Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量呈正相關(guān)(r=0.873,P<0.01);Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量與WA%、WT%、肺動(dòng)脈收縮壓(PASP)均呈正相關(guān)(r值分別為0.797、0.845、0.728,P<0.01),Siah1蛋白水平亦與WA%、WT%、PASP呈正相關(guān)(r值分別為0.791、0.791、0.704,P<0.01)。結(jié)論 HPH患者肺小動(dòng)脈壁Siah1呈高表達(dá),且肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)與低氧性肺血管重塑及PASP有關(guān),可能機(jī)制為慢性肺泡性低氧上調(diào)患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá),進(jìn)而參與HPH的發(fā)病。

        高血壓,肺性;缺氧;Siah1

        慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是低氧性肺動(dòng)脈高壓(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的常見病因,其中慢性低氧導(dǎo)致的低氧性肺血管重塑(hypoxic pulmonary vascular remodeling, HPSR)是HPH的主要發(fā)病環(huán)節(jié)[1]。Siah是果蠅sina(seven in absentia)基因產(chǎn)物的類似物,分為Siah1和Siah2兩個(gè)亞型[2],其中擁有E3泛素連接酶活性的Siah1蛋白參與HPH大鼠HPSR的形成[3],但在HPH患者肺動(dòng)脈高壓形成過程中,Siah1的表達(dá)情況尚不清楚。本研究通過研究HPH患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)情況,探討Siah1在HPH發(fā)病中的可能作用機(jī)制。

        1 材料與方法

        1.1 主要材料 鏈霉親和素-生物素-過氧化物酶復(fù)合物(streptavidin-biotin complex,SABC)免疫組織化學(xué)染色試劑盒、二甲氨基偶氮苯(dimethylaminoazobenzene,DAB)顯色試劑盒、地高辛標(biāo)記多相寡核苷酸雜交探針(均為武漢博士德生物工程有限公司生產(chǎn)),其中人Siah1 mRNA序列參照文獻(xiàn)[3]。Siah1抗體(美國Santa Cruz公司),HP4500型彩色多普勒超聲診斷儀(美國惠普公司),福田ST-150型肺功能儀(日本福田產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社),PIPS-2020型病理圖像分析系統(tǒng)(重慶天海醫(yī)療設(shè)備有限公司)。

        1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn) 診斷標(biāo)準(zhǔn):(1)采用多普勒超聲心動(dòng)圖測量右心房瓣最大反流速度(V),按照改良柏努力公式計(jì)算右心房、室壓差約等于4V2,再加上標(biāo)準(zhǔn)右心房壓10 mm Hg(1 mm Hg =0.133 kPa)即為估測的肺動(dòng)脈收縮壓(pulmonary artery systolic pressure,PASP)[4];(2)肺鱗癌的臨床分期依據(jù)美國聯(lián)合癌癥分類委員會(huì)和國際抗癌聯(lián)盟2002年制定的TNM分期標(biāo)準(zhǔn);(3)COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)“慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)”[5];(4)多普勒超聲心動(dòng)圖在肺動(dòng)脈高壓診斷或篩查中的價(jià)值與右心導(dǎo)管測量肺動(dòng)脈壓的可靠性高度相關(guān)[6],靜息狀態(tài)下經(jīng)胸多普勒超聲心動(dòng)圖估測PASP≥40 mm Hg診斷為肺動(dòng)脈高壓[4]。排除標(biāo)準(zhǔn)[7-9]:(1)肺鱗癌和/或COPD以外的肺部疾病;(2)肺鱗癌壓迫肺血管;(3)睡眠呼吸障礙;(4)左心疾??;(5)嚴(yán)重肝臟、腎臟、內(nèi)分泌疾??;(6)結(jié)締組織疾??;(7)先天性體-肺分流性心臟??;(8)HIV感染;(9)脾切除術(shù)后;(10)使用減肥藥。

        1.3 臨床肺標(biāo)本 收集湖南省腫瘤醫(yī)院胸外科2008-04-01至2009-03-31行肺葉切除術(shù)的肺鱗癌患者36例,均經(jīng)病理確診,術(shù)前未行放化療及生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑治療,術(shù)前完善三大常規(guī)、凝血全套、肝腎功能、血脂及血糖、甲狀腺功能七項(xiàng)、輸血前五項(xiàng)、自身抗體譜、細(xì)胞免疫及體液免疫、血?dú)夥治鰴z查等,并行心功能、肺功能、胸部影像學(xué)、多普勒超聲心動(dòng)圖等檢查。將除肺鱗癌外無其他肺部疾病的12例患者納入對(duì)照組,COPD非肺動(dòng)脈高壓12例患者納入COPD組;COPD并HPH 12例患者納入PH組。本研究獲得湖南省腫瘤醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

        1.4 肺小動(dòng)脈形態(tài)學(xué)分析 選取遠(yuǎn)離肺鱗癌5 cm以上、無癌浸潤的外周肺組織作為標(biāo)本[10],采用10%中性甲醛固定12 h,脫水后石蠟包埋,切片,厚度4 μm,HE染色,每個(gè)患者隨機(jī)選取3張切片,每張切片隨機(jī)選取5支直徑200 μm左右的肺小動(dòng)脈,測定肺小動(dòng)脈管壁厚度/血管外徑(WT%)、肺小動(dòng)脈管壁面積/管總面積(WA%)、肺小動(dòng)脈管腔面積/管總面積(LA%)作為肺小動(dòng)脈重塑評(píng)價(jià)指標(biāo)[11]。

        1.5 肺小動(dòng)脈壁Siah1原位雜交及結(jié)果分析 參照說明書及文獻(xiàn)[12]的雜交步驟,DAB顯色棕黃色為陽性。每例患者選3張結(jié)構(gòu)完整的切片,每張切片以隨機(jī)選5支直徑100 μm左右的肺小動(dòng)脈,檢測肺小動(dòng)脈管壁平均吸光度(A)值作為管壁Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量。

        1.6 肺小動(dòng)脈壁Siah1免疫組織化學(xué)檢測及結(jié)果分析 參照SABC免疫組織化學(xué)染色試劑盒說明書及文獻(xiàn)[12]的方法,其中一抗為1∶100稀釋,DAB顯色棕黃色為陽性。肺小動(dòng)脈選擇及管壁Siah1蛋白相對(duì)表達(dá)量檢測同原位雜交。

        2 結(jié)果

        2.1 3組患者臨床資料比較 3組患者年齡、肺鱗癌分化程度、肺鱗癌臨床分期、肺標(biāo)本取材部位及年齡比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);3組患者第一秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%)、第一秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)、動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)及PASP比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。COPD組患者FEV1%、FEV1/FVC及PaO2低于PH組和對(duì)照組,PH組患者上述指標(biāo)低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PH組患者PASP高于對(duì)照組和COPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表1、2)。

        表1 3組患者臨床資料比較(例)

        2.2 3組患者肺小動(dòng)脈形態(tài)學(xué)改變 光鏡下可見對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈管壁薄,管腔大;COPD組患者肺小動(dòng)脈管壁出現(xiàn)增厚,管腔狹窄;PH組患者肺小動(dòng)脈管壁厚度進(jìn)一步增加,管腔明顯變窄(見圖1)。3組患者WA%、WT%及LA%比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);COPD組患者WA%、WT%高于對(duì)照組,LA%低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PH組患者WA%、WT%高于COPD組,LA%低于COPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表3)。

        表2 3組患者臨床資料比較

        注:FEV1%=第一秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比,F(xiàn)EV1/FVC=第一秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比,PaO2=動(dòng)脈血氧分壓,PASP=肺動(dòng)脈收縮壓;與對(duì)照組比較,△P<0.05;與COPD組比較,▲P<0.05

        表3 3組患者WA%、WT%及LA%比較

        注:WA%=肺小動(dòng)脈管壁面積/管總面積,WT%=肺小動(dòng)脈管壁厚度/血管外徑,LA%=肺小動(dòng)脈管腔面積/管總面積;與對(duì)照組比較,△P<0.05;與COPD組比較,▲P<0.05

        2.3 3組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA表達(dá)及其蛋白水平比較 原位雜交結(jié)果顯示,對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA呈低表達(dá),COPD組、PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA表達(dá)逐漸增高,見圖2。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示,對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1蛋白呈低表達(dá),COPD組、PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1蛋白表達(dá)逐漸增高,見圖3。3組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量及其蛋白水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量及其蛋白水平高于COPD組,COPD組高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表4)。

        圖1注:A為對(duì)照組,B為COPD組,C為PH組

        Table 4 Comparison of mRNA relative expression and protein level of Siah1 in pulmonary arteriole walls among the three groups

        組別例數(shù)Siah1mRNA相對(duì)表達(dá)量Siah1蛋白對(duì)照組120 033±0 0050 035±0 005COPD組120 077±0 009△0 068±0 008△PH組120 089±0 010△▲0 078±0 010△▲F值150 815126 604P值<0 01<0 01

        注:與對(duì)照組比較,△P<0.05;與COPD組比較,▲P<0.05

        2.4 相關(guān)性分析 直線相關(guān)分析結(jié)果顯示,PaO2與WA%、WT%、PASP均呈負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.694、-0.781、-0.833,P<0.01)。WA%、WT%與PASP均呈正相關(guān)(r值分別為0.814、0.857,P<0.01)。Siah1蛋白水平與Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量呈正相關(guān)(r=0.873,P<0.01)。Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量與WA%、WT%、PASP均呈正相關(guān)(r值分別為0.797、0.845、0.728,P<0.01),Siah1蛋白水平亦與WA%、WT%、PASP呈正相關(guān)(r值分別為0.791、0.791、0.704,P<0.01)。

        3 討論

        慢性肺泡性低氧誘導(dǎo)肺血管重塑是COPD引起HPH的主要原因[12]。本研究結(jié)果顯示,COPD組患者PaO2低于對(duì)照組,肺小動(dòng)脈管壁出現(xiàn)增厚,肺小動(dòng)脈管腔變窄,圖像分析結(jié)果顯示W(wǎng)A%與WT%增加、LA%降低,提示COPD組患者發(fā)生HPSR;PH組患者PaO2進(jìn)一步降低,HPSR更明顯。相關(guān)性分析顯示,PaO2與WA%、WT%、PASP均呈負(fù)相關(guān),WA%、WT%與PASP均呈正相關(guān),證實(shí)慢性肺泡性低氧誘導(dǎo)HPSR,導(dǎo)致肺血管阻力增加,進(jìn)而引起HPH。

        Siah1在哺乳動(dòng)物中高度保守,低氧可誘導(dǎo)其表達(dá)[13]。本課題組進(jìn)行的前期研究提示,慢性低氧可誘導(dǎo)大鼠肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)增加,進(jìn)而參與大鼠HPH的發(fā)病[3]。本研究結(jié)果顯示,對(duì)照組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA及其蛋白呈低表達(dá),COPD組、PH組患者肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA及其蛋白表達(dá)逐漸增高,且兩者在時(shí)間上相一致。相關(guān)性分析顯示,肺小動(dòng)脈壁Siah1蛋白水平與Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量呈正相關(guān),提示慢性肺泡性低氧同樣可上調(diào)肺小動(dòng)脈壁Siah1的表達(dá)。本課題組進(jìn)行的前期研究結(jié)果顯示,脯氨酰羥化酶1、脯氨酰羥化酶3及低氧誘導(dǎo)因子抑制因子蛋白水平降低在大鼠HPH發(fā)病中具有重要作用[14-15];有研究結(jié)果顯示,Siah1可介導(dǎo)脯氨酰羥化酶1、脯氨酰羥化酶3及低氧誘導(dǎo)因子抑制因子經(jīng)泛素蛋白本酶體途徑降解[13,16]。本研究結(jié)果顯示,肺小動(dòng)脈壁Siah1 mRNA相對(duì)表達(dá)量及其蛋白水平均與WA%、WT%、PASP呈正相關(guān),提示Siah1可能參與HPH的發(fā)病,究其原因,可能與慢性肺泡低氧上調(diào)患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá),進(jìn)而降低脯氨酰羥化酶1、脯氨酰羥化酶3及低氧誘導(dǎo)因子抑制因子的蛋白水平有關(guān),但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

        綜上所述,HPH患者肺小動(dòng)脈壁Siah1呈高表達(dá),且肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)與HPSR及PASP有關(guān),可能機(jī)制為慢性肺泡性低氧上調(diào)患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá),進(jìn)而參與HPH的發(fā)病。

        【編后語】

        作者所在課題組通過一系列基礎(chǔ)及臨床研究探討了低氧性肺動(dòng)脈高壓對(duì)Siah1表達(dá)的影響,認(rèn)為Siah1參與了低氧性肺動(dòng)脈高壓的發(fā)病,但單就本研究來講,選取的研究對(duì)象均為肺鱗癌患者,未設(shè)置正常對(duì)照,且樣本量較小,期待能在以后的研究中加以完善,以更好地指導(dǎo)臨床。

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        (本文編輯:謝武英)

        Expression of Siah1 of Pulmonary Arteriole Walls and Its Significance in Patients with Hypoxic Pulmonary Hypertension

        FUDai-yan,DAIAi-guo,HURui-cheng,etal.Hu′nanProvincialGeriatricHospital;DepartmentofRespiratoryMedicine,Hu′nanGerontologyInstitute;DepartmentofRespiratoryMedicine,MawangduiSanatoriumofHu′nanProvince,Changsha410016,China

        Objective To investigate the expression of Siah1 of pulmonary arteriole walls and its significance in patients with hypoxic pulmonary hypertension.Methods From 2008-04-01 to 2009-03-31,a total of 36 lung squamous carcinoma patients undergoing pulmonary lobectomy were selected in the Department of Thoracic Surgery,Hu′nan Provincial Tumor Hospital,thereinto 12 patients without other pulmonary disease were served as A group,12 patients with COPD were served as B group,12 patients with COPD and hypoxic pulmonary hypertension were served as C group.Pulmonary vascular remodeling index including WT%,WA%,LA% was compared among the three groups;insitu hybridization method was used to detect the Siah1 mRNA expression,and immunohistochemical method was used to detect the Siah1 protein expression.Results Light microscope found that,the pulmonary arteriole walls of A group was thin,and the lumen was big;the pulmonary arteriole walls of B group was thickening,and the lumen was narrow;the pulmonary arteriole walls of C group was more thickening than that of B group,and the lumen was obviously narrow.WA% and WT% of B group were statistically significantly higher than those of A group,while LA% of B group was statistically significantly lower than that of A group(P<0.05);WA% and WT% of C group were statistically significantly higher than those of B group,while LA% of C group was statistically significantly lower than that of B group(P<0.05).By insitu hybridization method and immunohistochemical method,Siah1 mRNA expression and protein expression of A group were low,and those of groups B and C were increasingly higher.mRNA relative expression and protein level of Siah1 of C group were statistically significantly higher than those of B group,and those of B group were statistically significantly higher than those of A group(P<0.05).Linear correlation analysis showed that,mRNA relative expression of Siah1 was positively correlated with protein level of Siah1(r=0.873,P<0.01);mRNA relative expression of Siah1 was positively correlated with WA%,WT%,PASP,respectively(r=0.797,0.845,0.728,P<0.01);protein level of Siah1 was positively correlated with WA%,WT%,PASP,respectively(r=0.791,0.791,0.704,P<0.01).Conclusion The expression of Siah1 of pulmonary arteriole walls is high in patients with hypoxic pulmonary hypertension,and it is correlated with hypoxic pulmonary vascular remodeling and PASP;chronic alveolar hypoxia may induce the expression of Siah1 of pulmonary arteriole walls,and lead to hypoxic pulmonary hypertension at last.

        Hypertension,pulmonary;Anoxia;Siah1

        國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30971329,81270118);湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(12JJ3111);湖南省中醫(yī)藥科研計(jì)劃項(xiàng)目(2013138)

        410016湖南省長沙市,湖南省老年醫(yī)院 湖南省老年醫(yī)學(xué)研究所呼吸疾病研究室 湖南省馬王堆療養(yǎng)院呼吸內(nèi)科

        戴愛國,410016湖南省長沙市,湖南省老年醫(yī)院 湖南省老年醫(yī)學(xué)研究所呼吸疾病研究室 湖南省馬王堆療養(yǎng)院呼吸內(nèi)科;E-mail:daiaiguo2003@163.com

        R 544

        A

        10.3969/j.issn.1008-5971.2015.05.009

        2015-02-13;

        2015-05-09)

        符代炎,戴愛國,胡瑞成,等.低氧性肺動(dòng)脈高壓患者肺小動(dòng)脈壁Siah1表達(dá)情況及其臨床意義[J].實(shí)用心腦肺血管病雜志,2015,23(5):031-035.[www.syxnf.net]

        Fu DY,Dai AG,Hu RC,et al.Expression of Siah1 of pulmonary arteriole walls and its significance in patients with hypoxic pulmonary hypertension[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease,2015,23(5):031-035.

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