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背景:心脑血管疾病(Cardiovascular disease, CVD)是导致人类致残、致死的主要原因,为严重威胁人类健康的流行病。而动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)能够引起心肌梗塞和脑梗塞,是心脑血管疾病发生的最主要原因之一。对动脉粥样硬化疾病的有效预防及对其进展的合理控制是心血管病的预防和治疗的关键所在。研究证实环氧化二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)可通过抗炎作用对血管炎症和动脉粥样硬化性疾病进行预防。而可溶性环氧化物水解酶(Soluble epoxide hydrolase, sEH)能够将EETs转化为生物活性较低的二羟基二十碳三烯酸(dihydroxyeicosatrienoic acids, dHET),从而降低EETs抗炎、抗动脉粥样硬化的作用。因此,抑制sEH能够减少EETs的降解并有效延长它们的作用时间,更大程度上发挥EETs对机体的保护作用。可溶性环氧水解酶抑制剂(sEH inhibitors)不仅能够在高血压大鼠中有效的降低血压,而且能够在小鼠败血症模型中显著降低炎症反应,并且有证据表明可溶性环氧水解酶抑制剂能够在炎症性疼痛中表现出抗疼痛的作用。由于可溶性环氧水解酶在心脏中广泛表达并在一些疾病模型中表现出抗炎症的作用,而动脉粥样硬化也是一种炎症性的血管疾病,本研究拟尝试使用可溶性环氧水解酶抑制剂对动脉粥样硬化疾病进行治疗并探讨其可能的机制。研究目的:明确可溶性环氧水解酶抑制剂12-(3-金刚烷-脲基)月桂酸衍生物[12-(3-adamantan-1-yl-ureido) dodecanoic acid, AUDA]是否具有抗动脉粥样硬化的治疗作用,并探讨其作用机制,为AUDA的临床应用提供理论依据和实验基础。本论文拟从以下两部分展开研究:1.可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA对动脉粥样硬化小鼠的疗效分析:建立小鼠动脉粥样硬化模型,为下一步研究提供模型基础;优化可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA的作用浓度,并评估其对动脉粥样硬化小鼠的治疗效应。2.探讨可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA治疗动脉粥样硬化的作用机制。方法:1.可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA对动脉粥样硬化小鼠的疗效分析:(1)动脉粥样硬化小鼠模型的建立:选用8周龄的ApoE基因敲除(ApoE-/-)小鼠,高脂饮食两周后,行颈动脉缩窄手术模拟血管狭窄,继续给予高脂饮食分别至16周和24周。同品系的C57BL/6野生型小鼠作为对照。(2)生化检测动脉粥样硬化小鼠血浆中血脂各成分的水平:收集8周、16周及24周的ApoE-/-小鼠,并以同年龄同样处理的C57BL/6小鼠作为对照,检测血浆中总胆固醇(Total cholesterol, TC)、甘油三脂(Triglyceride, TG)、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein, LDL)和高密度脂蛋白(High density lipoproteins, HDL)的水平来跟踪疾病的发展过程。(3)病理学检测动脉粥样硬化斑块的形成过程:左侧颈动脉斑块制备连续石蜡切片,以苏木精-伊红染色观察血管的形态学特征。(4)通过第一部分所建立的动脉粥样硬化小鼠模型,使用不同浓度的可溶性环氧酶抑制剂AUDA从10周开始对动脉粥样硬化进行治疗,在第18周时分离各组小鼠的血浆,采用酶联免疫吸附法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, ELISA)检测血浆中的肿瘤坏死因子α (Tumor necrosis factor α, TNF-α)、白介素6(Interleukin 6, IL6)、金属基质蛋白酶2(Metal matrix proteinase-2, MMP-2)、金属基质蛋白酶9 (Metal matrix proteinase-9, MMP-9)、血管内皮细胞生长因子(Vascular endothelial growth factor, VEGF)、转化生长因子p(Transform growth factor β, TGF-β)、血管内皮细胞粘附分子1(vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)、细胞间粘附分子(intercellular cell adhesion molecule-1,IC AM-1)、血浆和血小板P选择素(P-selectin)的水平的变化,并确定可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA的优化治疗浓度。(5)采用优化浓度的AUDA对动脉粥样硬化模型小鼠进行治疗,通过体重测量和血脂生化指标的分析评价AUDA的治疗效应;同时通过病理学检测动脉粥样硬化斑块的大小及占血管管腔的面积百分比。2.探讨可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA治疗动脉粥样硬化的作用机制:(1)从10周开始,采用优化浓度的AUDA对动脉粥样硬化小鼠模型进行治疗,连续治疗8周后,收集获得血管,通过血管切片和免疫组化分析,评估单核巨噬细胞的浸润和血管平滑肌细胞的含量。(2)收集血管,抽提获得血管蛋白,通过免疫印迹法,检测小鼠主动脉壁Toll样受体4(Toll like receptor 4, TLR4)和核因子κB (Nuclear factor κb, NF- κb)的表达变化。结果:1.可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA对动脉粥样硬化小鼠的疗效分析:(1)动脉粥样硬化小鼠模型的评价:ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠的血脂水平检测发现,与同龄的C57BL/6小鼠相比,ApoE-/-小鼠的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和在低密度脂蛋白(LDL)在第8周(p<0.05)、16周(p<0.05)和24周(p<0.05)时均有显著升高。同时,苏木素伊红染色的结果显示,ApoE-/-小鼠8周时,血管壁仅出现内膜略微增厚,且没有明显的斑块形成。在进行缩窄术并对小鼠进行高脂喂养到16周时,血管内膜有明显的增厚,平滑肌增生形成较厚的纤维帽。当小鼠继续高脂喂养到24周时,血管的狭窄程度显著增加,纤维帽明显变薄,斑块表面仅有很薄的内皮细胞覆盖,平滑肌细胞减少,斑块内呈现多个空泡样的结构即坏死核。而同龄的C57BL/6小鼠在任一时间点均无明显的斑块形成。这些结果表明动脉粥样硬化小鼠模型建立成功。(2) AUDA对动脉粥样硬化小鼠炎症因子、粘附分子和细胞外基质分子水平的影响,及其治疗浓度的优化:不同浓度AUDA灌注治疗ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠发现,0.35 mg/kg和0.45mg/kg的AUDA均能够显著降低ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠血浆炎症因子(TNF-α、IL6和TGF-β)、粘附分子(VCAM-1、ICAM-1和p-selectin)和细胞外基质分子(MMP2和MMP9)的水平。且0.35 mg/kg的AUDA治疗后,这些因子的表达水平已恢复至与C57BL/6阴性对照小鼠相当的水平。因此,确立0.35 mg/kg为优化的动脉粥样硬化小鼠的治疗浓度。(3) AUDA对动脉粥样硬化的疗效分析:对动脉粥样硬化小鼠体重和血脂的检测发现,经过AUDA灌注的小鼠的体重要明显低于生理盐水灌注的小鼠。另外,对血脂各成分检测发现,总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)及低密度脂蛋白(LDL cholesterol)在经过AUDA灌注的ApoE-/-小鼠中要显著低于生理盐水灌注的ApoE-/-小鼠。而高密度脂蛋白(HDL cholesterol)在经过AUDA灌注的ApoE-/-小鼠中仍高于生理盐水灌注的ApoE-/-小鼠。此外,对动脉粥样硬化小鼠血管病理学分析发现,从主动脉的切片中可见经过AUDA灌注的ApoE-/-小鼠的主动脉窦动脉粥样硬化面积相比于对照小鼠有显著的减少(2.78±0.09 mm2 vs.0.89±0.07 mm2; p<0.05)。经过AUDA灌注的ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块面积占管腔面积的百分比也显著低于对照小鼠[(3.5±1.0)%vs.(20.5±0.9)%,p<0.05]。2.探讨可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA治疗动脉粥样硬化的作用机制:(1)单核巨噬细胞的浸润和血管平滑肌细胞的数量减少:相比于生理盐水灌注的对照小鼠, AUDA均能够显著降低ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠血管中单核巨噬细胞的浸润程度和血管平滑肌细胞的数量。(2) TLR4-NF-Kb信号通路的抑制:相比于生理盐水灌注对照小鼠,AUDA均能够显著降低ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠血管TLR4和NF-κB分子的表达水平。结论:1.可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA能够控制ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠的体重和血脂的增加,降低其斑块的面积和血管再狭窄的程度,具有显著的疗效。2.可溶性环氧酶抑制剂AUDA对ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠的治疗作用是通过影响炎症因子、粘附分子和细胞外基质分子的水平;减轻单核巨噬细胞的浸润程度和降低血管平滑肌细胞的数量;抑制’TLR4-NF-Kb信号通路的活化实现的。3.可溶性环氧酶抑制剂AUDA具有血管保护作用,可能可以作为治疗的药物应用于临床实践。创新性和意义本研究主要通过体内动物模型,对可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA对动脉粥样硬化的治疗作用及机制进行了探讨,对防治动脉粥样硬化相关的心血管疾病具有重要的理论价值和潜在的应用价值。本研究的主要创新点和意义如下:1.可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA对动脉粥样硬化的治疗,0.35 mg/kg为优化的动脉粥样硬化治疗的浓度。为这种新型的治疗制剂应用于临床治疗动脉硬化提供了理论和实验的依据。2.首次发现可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA能够通过影响炎症因子、粘附分子和细胞外基质分子的水平;降低单核巨噬细胞的浸润程度和血管平滑肌细胞的数量;抑制TLR4-NF-Kb信号通路的活化等机制来发挥作用。为可溶性环氧水解酶抑制剂AUDA的作用机制增加了新的证据。研究的局限性1. AUDA药物作用靶点分子还有待于进一步明确;2. AUDA作用的机制还有待于进一步深入的研究。