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        CTRP2與冠狀動脈阻塞患者側(cè)支循環(huán)形成的臨床關(guān)聯(lián)及相關(guān)作用

        2021-08-21 07:37:24于晨溪陳中麗章安迪
        關(guān)鍵詞:內(nèi)皮細胞下肢冠心病

        湯 靜,于晨溪,陳中麗,章安迪

        上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院心內(nèi)科,上海 200023

        《中國心血管病報告2018》研究報告[1]顯示:心血管病死亡占城鄉(xiāng)居民死亡原因的首位,高于腫瘤及其他疾病;心血管病現(xiàn)患人數(shù)2.9億,其中冠心病患者有1 100萬。研究[2-3]表明,側(cè)支循環(huán)建立可以向阻塞的冠狀動脈遠端提供逆向或前向血流灌注,起到保護心肌免于缺血和壞死的作用,改善血流動力學(xué),降低冠心病患者的死亡率。雖然冠狀動脈側(cè)支循環(huán)的建立與冠心病患者較差的預(yù)后相關(guān),但側(cè)支循環(huán)本身有利于緩解心絞痛癥狀,減少缺血損傷,同時有利于心肌梗死后血流的恢復(fù)[4-5]。M?bius-Winkler等[6]發(fā)現(xiàn),每周10 h的中高密度鍛煉可以增加側(cè)支循環(huán)的建立,為冠心病患者提供潛在的血流灌注來源。外部反搏療法可以增加內(nèi)皮上的流體剪切應(yīng)力觸發(fā)動脈生成,已被證明可延長冠心病患者的運動時間,提高患者的生存質(zhì)量[7]。這些研究表明,冠脈側(cè)支循環(huán)在冠狀動脈阻塞患者中可發(fā)揮保護心肌的作用,同時促進側(cè)支循環(huán)的形成也成為治療冠心病、改善患者預(yù)后的新方法。

        側(cè)支循環(huán)的形成包括2個主要過程:動脈形成和血管新生[8]。由于冠狀動脈阻塞,施加在側(cè)支內(nèi)皮上的流體剪切應(yīng)力增加,這是引起側(cè)支動脈重塑的主要機制[9]。流體剪切應(yīng)力通過細胞膜上傳感器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)導(dǎo),激活內(nèi)皮細胞,誘導(dǎo)細胞表達細胞因子、生長因子和黏附因子,促進單核細胞激活并黏附于內(nèi)皮細胞[10]。單核細胞遷移到血管壁,轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉毎⒎置诩毎蜃雍蜕L因子,促進平滑肌細胞的增殖和側(cè)支血管的重塑[11]。當(dāng)側(cè)支血管半徑和壁厚增加使流體剪切應(yīng)力恢復(fù)到正常水平時,平滑肌細胞生長停止[8]。激活的內(nèi)皮細胞也可在低氧誘導(dǎo)因子1-α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)作用下,向缺氧部位遷移分裂,形成管腔,最終與阻塞冠脈遠端形成吻合,建立血流[12-13]。

        許多參與炎癥、早期轉(zhuǎn)錄及血管新生的基因與側(cè)支循環(huán)形成有關(guān)[14]。已報道[15]脂聯(lián)素(adiponectin)可促進側(cè)支循環(huán)形成。脂肪因子補體C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白家族(C1q/tumor necrosis factor-related proteins,CTRPs)是與脂聯(lián)素結(jié)構(gòu)類似的一組蛋白,與動脈粥樣硬化密切相關(guān)[16-17]。CTRP家族至少包括15個成員,其中CTRP1表達水平與冠脈側(cè)支循環(huán)形成呈負相關(guān),而CTRP3則可促進冠脈側(cè)支循環(huán)形成[18-19]。但目前,關(guān)于CTRP2對側(cè)支循環(huán)的影響及調(diào)控機制了解有限,本研究主要探討CTRP2對于冠脈阻塞患者側(cè)支循環(huán)形成的作用。

        1 對象與方法

        1.1 研究對象

        選取2019年9月—2019年12月在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院心內(nèi)科住院并進行冠狀動脈造影確診為冠狀動脈阻塞患者為研究對象。入組標準:冠狀動脈主要血管(左主干、左前降支、左回旋支、右冠狀動脈)至少一支血管狹窄>50%。排除標準:①年齡>80歲者。②既往有冠狀動脈介入治療病史或冠狀動脈旁路移植術(shù)患者。③陳舊性心梗、嚴重心臟瓣膜病、嚴重心功能不全患者。④嚴重肝腎功能不全者。⑤有急、慢性炎癥性疾病及感染性疾病者。⑥近期手術(shù)或創(chuàng)傷的患者。⑦惡性腫瘤患者。⑧有周圍血管疾病患者。最終篩選得到177名符合標準的患者。本研究經(jīng)過上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院倫理委員會批準,所有患者提供知情同意書。

        1.2 冠狀動脈側(cè)支循環(huán)情況分級

        依據(jù)Rentrop分級標準[2],對177例冠狀動脈阻塞患者根據(jù)冠狀動脈側(cè)支循環(huán)情況進行分級,由低到高分為0級、1級、2級、3級。評分越高,表明側(cè)支循環(huán)越豐富。本研究將0級、1級設(shè)為側(cè)支循環(huán)形成不良組,共89例;2級、3級設(shè)為側(cè)支循環(huán)形成良好組,共88例。

        1.3 酶聯(lián)免疫吸附測定檢測CTRP2

        在征得患者知情同意后,抽取患者外周靜脈血5 mL,置于含肝素的抗凝管中,立即于室溫下以2 012.4×g離心15 min,確認無溶血后抽取上層血漿于-80℃凍存,采用酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測血漿CTRP2表達水平,試劑盒由美國Aviscera Bioscience公司提供。

        1.4 動物模型建立

        清潔級C57BL/6小鼠12只(體質(zhì)量20~22 g,4周齡),購于上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司。動物生產(chǎn)許可證為SCXK(滬)2013-0018。所有動物實驗流程按照上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院實驗動物管理條例進行。通過手術(shù)方式完全結(jié)扎12只小鼠下肢股動脈,建立下肢缺血模型。隨機選擇6只小鼠作為對照組,另外6只小鼠作為CTRP2過表達組并于結(jié)扎區(qū)域局部注射CTRP2過表達慢病毒(4個區(qū)域點)。分別于結(jié)扎后即刻、7 d、14 d及21 d,通過激光多普勒儀測定血供恢復(fù)情況,并計算血供恢復(fù)比率。

        1.5 內(nèi)皮細胞成血管遷移

        使用重組CTRP2蛋白,以基礎(chǔ)培養(yǎng)基為對照,按照臨床檢測結(jié)果以50、100及200 pg/mL的劑量刺激血管內(nèi)皮細胞8 h后,于Matrix Gel上檢測血管環(huán)形成能力,并通過Transwell檢測內(nèi)皮細胞遷移能力,以觀察其對于內(nèi)皮細胞功能的影響。

        1.6 統(tǒng)計分析

        研究資料統(tǒng)計分析均采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行。定量資料以x±s表示,定性資料以頻數(shù)(百分率)表示。首先進行正態(tài)性和方差齊性檢驗,檢驗符合正態(tài)分布且方差齊,組間比較采用非配對t檢驗或χ2檢驗。以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 研究對象臨床特征

        研究對象的年齡、性別及相關(guān)危險因素特征如表1所示。總體上,側(cè)支循環(huán)形成良好與形成不良的患者在年齡、性別及冠心病相關(guān)危險因素上差異未顯示顯著統(tǒng)計學(xué)意義。

        表1 研究對象的臨床特征Tab 1 Clinical featuresof the study population

        2.2 不同側(cè)支循環(huán)冠狀動脈阻塞患者CTRP2表達含量的差異

        相比于側(cè)支循環(huán)形成良好的患者,側(cè)支循環(huán)形成不良的患者CTRP2有顯著性下降(圖1)(P=0.009)。而針對CTRP2與冠狀動脈阻塞患者側(cè)支循環(huán)評分的相關(guān)統(tǒng)計學(xué)分析則顯示,CTRP2對側(cè)支循環(huán)形成不良的風(fēng)險比OR=0.889,95%CI0.844~0.936,P=0.000;提 示CTRP2表達水平升高可能與冠狀動脈阻塞患者側(cè)支循環(huán)形成不良風(fēng)險的降低相關(guān)。

        圖1 CTRP2在不同側(cè)支循環(huán)冠狀動脈阻塞患者中的表達含量Fig 1 Expression level of CTRP2 in patients having coronary artery obstruction with different collateral growth

        2.3 CTRP2對于小鼠下肢缺血模型血供恢復(fù)的作用

        下肢結(jié)扎可顯著性抑制小鼠下肢血供。相比于對照組,過表達CTRP2組小鼠,下肢動脈結(jié)扎后14 d及21 d血供恢復(fù)比率高于陰性對照(均P<0.05),說明CTRP2促進小鼠下肢缺血模型的血供恢復(fù)(圖2)。

        圖2 CTRP2對于小鼠下肢缺血模型血供恢復(fù)作用Fig 2 Effect of CTRP2 on blood supply restoration in the mouse model of lower limb ischemia

        2.4 CTRP2對于血管內(nèi)皮細胞成血管遷移的影響

        重組CTRP2刺激后,內(nèi)皮細胞血管環(huán)形成能力和內(nèi)皮細胞遷移能力顯著高于培養(yǎng)基對照組,且與CTRP2濃度呈正相關(guān)(均P<0.05)(圖3)。

        圖3 CTRP2對于血管內(nèi)皮細胞功能的影響Fig 3 Effect of CTRP2 on thefunction of vascular endothelial cells

        3 討論

        目前關(guān)于CTRP2的相關(guān)研究較少,特別是針對其與側(cè)支循環(huán)以及血管新生的相關(guān)研究尚缺乏。本研究旨在探索CTRP2對冠狀動脈阻塞患者中側(cè)支循環(huán)形成的臨床關(guān)聯(lián),并通過動物實驗和細胞研究證明CTRP2具有潛在的促側(cè)支循環(huán)形成作用。研究發(fā)現(xiàn):在冠狀動脈阻塞患者中側(cè)支循環(huán)良好患者相較于側(cè)支循環(huán)不良患者血漿CTRP2表達水平升高,CTRP2對于缺血后側(cè)支循環(huán)具有明顯的改善作用,且CTRP2在體外可促進血管內(nèi)皮細胞成血管及遷移。

        既往研究[18]發(fā)現(xiàn)CTRP1在體外抑制上皮干細胞血管新生從而抑制側(cè)支形成,臨床研究[20]也證實了CTRP1與側(cè)支循環(huán)形成呈負相關(guān)。Akiyama等[21]的研究發(fā)現(xiàn),CTRP3對內(nèi)皮細胞具有促增殖、遷移作用,促增殖作用能被絲裂原活化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase,MEK)1抑制劑和p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)抑制劑所抑制,而促遷移作用僅能被胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)1/2抑制劑阻斷,表明該信號通路在CTRP3促內(nèi)皮細胞增殖和遷移中起著重要作用。另一篇關(guān)于CTRP3的研究[22]表明CTRP3可能通過增加絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(protein kinase B,Akt)的活性,誘導(dǎo)HIF-1α表達和促進內(nèi)皮細胞釋放血管生成因子來發(fā)揮其血管生成作用。CTRP9通過脂聯(lián)素受體激活A(yù)MP活化蛋白激酶(AMPactivated protein kinase,AMPK)/Akt信號通路,繼而激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelia nitric oxide synthase,eNOS)發(fā)揮促血管生成作用,形成側(cè)支循環(huán)[23]。

        先前研究[24]說明CTRP2在調(diào)節(jié)碳水化合物和脂質(zhì)代謝中發(fā)揮作用。Lei等[25]的研究發(fā)現(xiàn)Ctrp2基因敲除小鼠通過上調(diào)脂解酶的表達,促進脂肪組織脂解作用,肝臟三酰甘油分泌增加,肝臟大小和肝三酰甘油水平顯著降低,但血漿三酰甘油卻升高,進一步說明了CTRP2在脂質(zhì)代謝中的重要作用?;诖耍延醒芯浚?6]探討CTRP2表達水平與冠心病發(fā)病風(fēng)險之間關(guān)系。但是CTRP2對于側(cè)支循環(huán)建立的作用及分子機制仍不明。本研究發(fā)現(xiàn),冠狀動脈阻塞患者血漿CTRP2表達水平與冠脈側(cè)支循環(huán)形成呈正相關(guān);進一步動物模型通過結(jié)扎小鼠下肢,壓迫血管造成下肢動脈阻塞,發(fā)現(xiàn)過表達CTRP2組小鼠血供恢復(fù)比率高于陰性對照組;最后細胞實驗表明CTRP2可能通過促進內(nèi)皮細胞成血管和遷移作用,促進側(cè)支循環(huán)形成,但CTRP2促進內(nèi)皮細胞成血管和遷移的具體分子機制仍有待研究。

        綜上所述,冠心病患者中側(cè)支循環(huán)建立良好患者相較于側(cè)支循環(huán)不良患者血漿CTRP2表達水平升高;CTRP2于動物體內(nèi)促進側(cè)支循環(huán)形成改善血供,于體外增強內(nèi)皮細胞成血管和遷移能力;因此CTRP2可能具有調(diào)節(jié)冠狀動脈阻塞患者側(cè)支循環(huán)生成的作用,有望成為改善患者側(cè)支循環(huán)的潛在靶點。

        參·考·文·獻

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