蹇明輝,陳文明,李朝富
(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 心血管內(nèi)科,貴州 遵義 563099)
目前,經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)是治療冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)最為有效的手段之一,但是,PCI術(shù)后血管再度狹窄(Restenosis,RS)的發(fā)生率仍然高達17%~32%[1-2]。在PCI術(shù)后血管再狹窄發(fā)生、發(fā)展的過程中,血管平滑肌細胞(Vasclar smooth muscle cell,VSMC)的過度增殖和遷移起著非常重要的作用[3],如果能有效抑制VSMC過度的增殖和遷移,那么,PCI術(shù)后再狹窄的發(fā)生就有能得到有效的控制。單核細胞趨化蛋白-1誘導(dǎo)蛋白(Monocyte chemotactic protein-1 induced protein,MCPIP) 是一個具有轉(zhuǎn)錄活性,或有RNase活性的鋅指蛋白,參與細胞內(nèi)的多種病理過程,研究表明MCPIP是與心血管疾病、炎癥、自身免疫等相關(guān)的一種多功能蛋白[4-6]。研究還證實,在動脈粥樣硬化模型鼠主動脈中,發(fā)現(xiàn)MCPIP mRNA 表達量比野生型鼠增加了2.5倍;在人的動脈粥樣硬化斑塊組織中發(fā)現(xiàn) MCPIP 表達較正常血管組織明顯增加[7]。在PCI術(shù)后再狹窄進程中,MCPIP 是否參與其中,作者未見文獻報道。因此,本研究通過建立球囊損傷動脈模型,模擬PCI術(shù)后再狹窄的過程,探討血管損傷后MCPIP 的表達變化與血管新生內(nèi)膜形成的關(guān)系。
1.1 主要試劑和儀器 MCPIP和β-actin一抗(北京博奧森生物技術(shù)有限公司);RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒和Real-Time PCR反應(yīng)試劑盒(寶生物工程(大連)有限公司);2.0 mm×12.0 mm球囊導(dǎo)管(美國Baxter Healthcare公司);BX43顯微鏡(日本Olympus公司);凝膠成像系統(tǒng)(美國BIO-RAD公司);MCPIP和β-actin引物(廣州銳博生物科技有限公司)。
表1引物序列和擴增產(chǎn)物長度
引物名稱引物序列基因擴增片段長度MCPIP上游 TCGGCCAGATGTG CCTATCA191 bp下游 CTTGGAGGTCCCGGTATG TG TCβ-actin上游 CCACGAACTACCTTCAACTCC132bp下游 GTGATCTCCTTCTGCATCCTGT
1.2 實驗動物及分組 SPF級健康雄性SD大鼠50只(由重慶騰鑫生物技術(shù)有限公司提供),體重 300±20 g,隨機為成 5 組:假手術(shù)組,損傷后3、7、14、28 d組,每組10只。
1.3 大鼠頸動脈球囊損傷模型建立 參照文獻建立頸動脈球囊損傷模型[8-9],大鼠經(jīng)腹腔注射水合氯醛(10%,3 mL/kg)麻醉后再注射肝素鈉(625 U/kg)。固定大鼠,于頸部正中切口,分離左側(cè)頸總動脈、頸外和頸內(nèi)動脈,結(jié)扎頸外動脈遠端,用0號絲線臨時阻斷左頸總動脈血流。球囊導(dǎo)管(2.0 mm×12.0 mm)由頸外動脈進入頸總動脈,將球囊充盈。把充盈的球囊在頸總動脈內(nèi)緩慢來回反復(fù)抽拉3次,退出球囊,結(jié)扎頸外動脈。假手術(shù)組大鼠只分離左頸總動脈血管。術(shù)后給予青霉素(30萬單位)肌肉注射,連續(xù)3d,每天1次。分別于3、7、14、28 d處死大鼠,留取頸動脈血管組織。
1.4 頸動脈血管組織HE染色 損傷的頸動脈血管經(jīng)石蠟包埋、切片行HE染色,顯微鏡下觀察結(jié)果并拍照,用(Image-pro Plus)IPP圖像分析軟件測量血管腔面積 (LA)、內(nèi)彈力板圍繞面積(IELA)、外彈力板圍繞面積(EELA),計算內(nèi)膜面積 (IA)和中膜面積(MA),其中 IA=IELA-LA,MA=EELA-IELA,每個樣本切片 5張,分別測量后取平均值,并計算 IA/MA。
1.5 Western blot法檢測MCPIP的蛋白表達 將損傷的頸動脈血管組織用蛋白提取液提取蛋白,然后進行蛋白定量,并確定蛋白的上樣濃度(60 μg)。制膠上樣,恒壓電泳和轉(zhuǎn)膜(濕轉(zhuǎn)),將膜用脫脂奶粉封閉 2 h,加入一抗(MCPIP 1∶200、β-actin 1∶200),于冰箱4℃過夜,加二抗孵育1 h,于BIO-RAD凝膠成像儀顯影,對電泳條進行分析,計算目的蛋白相對表達量。
1.6 Real-time PCR法檢測MCPIP的mRNA表達 頸動脈損傷血管組織按照RNA提取操作步驟提取RNA,將RNA進行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)后,首先確認引物的反應(yīng)性,確定反應(yīng)體系(25 μL),按照PCR反應(yīng)擴增步驟進行:① 預(yù)變性:95 ℃、5 min;②PCR反應(yīng)42個循環(huán):95 ℃,15 s ,60 ℃,40 s;③融解曲線:95 ℃,5 s,60 ℃,5 min。目的基因的相對表達量=目的基因表達/內(nèi)參β-actin基因表達。
2.1 大鼠頸動脈球囊損傷后內(nèi)膜形態(tài)學(xué)變化 HE染色結(jié)果發(fā)現(xiàn),假手術(shù)組血管內(nèi)膜光滑,無明顯增厚現(xiàn)象,頸動脈球囊損傷后 3 d,血管內(nèi)膜無明顯增生,7 d 時,可見新生內(nèi)膜,增生的平滑肌細胞向內(nèi)膜下遷移,管腔開始狹窄,各損傷組內(nèi)膜/中膜面積比值明顯增大(P<0.01);14 d 時,可見明顯新生內(nèi)膜,平滑肌細胞排列紊亂,管腔明顯狹窄,內(nèi)膜面積超過中膜(P<0.01);28 d 時,血管內(nèi)膜繼續(xù)不規(guī)則增生,血管腔狹窄程度繼續(xù)加重,管腔面積狹窄程度更加明顯(P<0.01,見圖1、表1)。
A:假手術(shù)組;B:損傷7 d組;C:損傷14 d組;D:損傷28 d組;I:內(nèi)膜;M:中膜。 圖1 HE染色觀察大鼠頸動脈球囊損傷后內(nèi)膜形態(tài)學(xué)的變化(×400)
組別內(nèi)膜面積(IA)(mm2)中膜面積(MA)(mm2)內(nèi)膜/中膜面積比值(IA/MA)假手術(shù) 0.009±0.0010.115±0.0110.078±0.008損傷3 d 0.013±0.0020.097±0.0070.134±0.007損傷7 d 0.112±0.036??0.106±0.0171.056±0.447??損傷14 d 0.205±0.021??0.099±0.0132.070±0.325??損傷28 d 0.315±0.028??0.109±0.0342.890±0.142??
**:與假手術(shù)組比較,P<0.05。
2.2 大鼠頸動脈球囊損傷后血管MCPIP mRNA表達變化 Real-Time PCR結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,大鼠頸動脈球囊損傷3 d 后,損傷血管壁MCPIP mRNA表達開始增加,但是無統(tǒng)計學(xué)意義,隨損傷時間的延長,MCPIP mRNA表達量也呈上升趨勢,至損傷后28 d,MCPIP mRNA 達到最高值(P<0.01,見圖2)。
**:與假手術(shù)組比較,P<0.05;1:假手術(shù)組;2:損傷3 d;3:損傷7 d;4:損傷14 d;5:損傷28 d。圖2 損傷血管 MCPIP mRNA的表達變化
2.3 大鼠頸動脈球囊損傷血管MCPIP蛋白的表達變化 Western blot結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,大鼠頸動脈球囊損傷3d后,血管壁損傷MCPIP 蛋白表達無明顯變化,損傷7 d 后,損傷血管壁MCPIP蛋白表達水平開始增加(P<0.01),且隨損傷時間的延長,MCPIP 蛋白表達水平也呈上升趨勢,至損傷后28 d,MCPIP蛋白表達達到最高值(P<0.01,見圖3)。
**:與假手術(shù)組比較,P<0.05;1:假手術(shù)組;2:損傷3 d;3:損傷7 d;4:損傷14 d;5:損傷28 d。圖3 損傷血管MCPIP的蛋白表達
PCI術(shù)后血管再狹窄的發(fā)生是局部血管損傷后的一種修復(fù)反應(yīng)過程,其作用機制主要包括血管彈性回縮、血管重塑、血栓形成、血小板沉積、以及VSMC過度增殖及遷移等,其中VSMC增殖和遷移能力的增強是再狹窄的主要機制[10]。因此,VSMC的增殖與遷移在PCI術(shù)后再狹窄中占主導(dǎo)地位。本實驗通過建立球囊損傷大鼠頸總動脈內(nèi)膜模型,復(fù)制PCI術(shù)后再狹窄的過程,觀察大鼠頸總動脈內(nèi)膜的損傷情況。病理學(xué)研究結(jié)果表明,球囊損傷血管后,增生的VSMC向內(nèi)膜下遷移,導(dǎo)致內(nèi)膜不斷增生,且隨損傷時間的延長,內(nèi)膜增生的程度不斷增加。這與文獻報道一致[11]。
本研究通過Real Time-PCR 和Western blot結(jié)果表明,大鼠頸動脈球囊損傷后,隨損傷時間的延長,MCPIP表達水平也不斷增加。高表達的MCPIP對血管內(nèi)膜增生引起再狹窄的發(fā)生和發(fā)展具體發(fā)揮一種什么作用目前尚不清楚。MCPIP是一種具有轉(zhuǎn)錄活性的與心血管疾病、自身免疫以及炎癥相關(guān)的多功能蛋白。羅潔等[12]研究在動脈粥樣化模型中,大鼠主動脈中MCPIP的表達明顯高于正常大鼠;研究還發(fā)現(xiàn),MCPIP作為一個轉(zhuǎn)錄因子,可通過調(diào)控細胞核內(nèi)c-fos 基因表達,促進VSMC的增殖[13]。因此,在血管內(nèi)膜增生引起再狹窄的進程中表達逐漸增加的 MCPIP 有可能通過發(fā)揮上述功能促進血管再狹窄發(fā)生、發(fā)展。對此問題的深入探索將有助于認識PCI術(shù)后血管再狹窄的發(fā)生機制及治療控制靶點,也是我們的后續(xù)研究工作。