本文選題：升主動脈瘤　切入點：主動脈瓣二瓣化　出處：《北京協(xié)和醫(yī)學院》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究背景和目的胸主動脈瘤是指胸主動脈擴張并且直徑超過正常值的1.5倍。大部分位于升主動脈,稱之為升主動脈瘤(aneurysmal aortic thoracic aneurysm, ATAA)。主動脈瓣二瓣化畸形(Bicuspid Aortic Valve, BAV)是最常見的先天性心臟病,發(fā)病率高達1-2%。相比主動脈瓣三葉瓣(Tricuspid Aortic Valve, TAV)的升主動脈瘤患者,BAV患者發(fā)生升主動脈瘤的幾率和風險明顯增高。最近,基因和蛋白組學的研究結果表明主動脈瓣二瓣化畸形畸形和正常的三葉瓣膜伴發(fā)升主動脈瘤的病理機制是不相同的。有研究表明基質(zhì)蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)尤其是主動脈中層的平滑肌分泌的MMP-2在ATAA中表達明顯增高,增高的MMP-2降解細胞外基質(zhì)如彈力和膠原纖維,破壞主動脈壁的正常結構和升主動脈在血流動力學作用下進行性擴張,從而誘發(fā)ATAA產(chǎn)生。然而MMP-2在BAV和TAV伴發(fā)的ATAA表達不清楚并且主動脈壁中的MMP-2升高的分子和細胞機制也不清楚。有研究表明ERK1/2, JNK及磷酸化水平在腹主動脈瘤中升高,而涉及腹主動脈瘤形成與進展。然而絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信號通路是否涉及胸主動脈瘤的發(fā)病,未見到相關報道。并且MAPK信號通路在ATAA的BAV和TAV亞型的表達是否有差異更是未見報道。當前越來越多的臨床試驗和動物實驗的證據(jù)表明AngⅡ參與了胸主動脈瘤的形成和進展,除了AngⅡ外,腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system, RAS)其他成分血管緊張素轉換酶(angiotensin converting enzyme, ACE)血管緊張素受體(angiotensin type receptor, ATR)等也被涉及胸主動脈的發(fā)病機制。當前研究存在一些問題,如樣本量過小,病例數(shù)大多在個位數(shù),集中在結締組織病相關的ATAA研究上,而對非結締組織相關的ATAA的研究鮮有報道,而且研究只是限于RAS的某一種成分,尚缺乏較為全面的研究RAS在ATAA的表達的報道。Wang等研究者表明在大鼠的頸動脈中AngⅡ能夠誘導大鼠的頸動脈表達MMP-2增加。在大鼠胸主動脈平滑肌細胞,人視網(wǎng)膜上皮細胞,和人臍靜脈內(nèi)皮細胞中,MAPK信號通路被報道參與AngⅡ介導的MMP-2表達。然而在人胸主動脈瘤平滑肌細胞中,AngⅡ是否也能上調(diào)MMP-2表達,MAPK通路是否涉及該過程還未闡明。本實驗旨在通過臨床組織標本,分析ATAA及其BAV和TAV亞型的病理學和分子學特征,探討MMP-2, MAPK, RAS在ATAA及其BAV和TAV亞型的表達,尋求BAV高發(fā)ATAA可能的原因。在細胞學和組織學水平探明Ang Ⅱ, MMP-2與MAPK之間的聯(lián)系,并提出其可能的分子機制,為ATAA的預防與治療提供理論支持。研究方法與結果為實現(xiàn)上述目的,我們進行了如下四部分實驗。1.第一部分基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-2在主動脈瓣二瓣化畸形膜畸形與三葉瓣膜伴發(fā)升主動脈瘤中的表達研究。我們選取2013年2月至2014年10月在中國醫(yī)學科學院阜外心血管病醫(yī)院血管外科中心住院的升主動脈瘤患者,20例TAV患者,20例BAV患者；排除結締組織主動脈疾病(Marfan綜合癥,Loeys-Dietz綜合癥,Ehler-Danlos綜合癥)、家族性主動脈瘤、炎癥性主動脈疾病、感染性主動脈疾病,梅毒性主動脈疾病,外傷性主動脈疾病。在外科手術切除升主動脈時獲取標本。對照組來自20例同期住院的無升主動脈疾患的冠心(coronary heart diseases, CHD)患者,在行冠狀動脈旁路移植術時獲取升主動脈與大隱靜脈吻合時打孔取下的升主動脈壁,還有5例心臟移植器官供體的升主動脈。通過HE染色和彈力纖維EVG染色,觀察5例BAV患者,5例BAV患者,5例心臟移植供體的主動脈壁平滑肌細胞,炎癥細胞浸潤,彈力纖維,膠原纖維等情況。運用蛋白免疫印跡Western blot及熒光定量PCR技術研究MMP-2在ATAA的表達；從瓣膜和主動脈兩個水平去研究MMP-2表達在BAV和TAV伴發(fā)升主動脈瘤患者之間的差異。我們的結果發(fā)現(xiàn)TAV合并的ATAA的升主動脈中層可見到嚴重的彈力纖維斷裂,數(shù)量減少和大量的膠原纖維聚集,大量的平滑肌細胞減少和內(nèi)、外、中膜都可見明顯的炎癥細胞浸潤,而對照組和TAV合并的ATAA的升主動脈的內(nèi)膜和中層表現(xiàn)了完整和有序的彈力纖維,少量的膠原纖維；中層見到均勻的分布于主動脈中層平滑肌細胞,動脈的各層未見有炎癥細胞。在基因轉錄和蛋白翻譯水平,相比對照組的正常升主動脈,BAV和TAV患者的升主動脈壁中MMP-2表達明顯升高,進一步在BAV患者,MMP-2蛋白表達也明顯高于TAV患者。MMP-2的在BAV和TAV瓣膜組織之間的表達也是有差異的,與在主動脈組織的結果是一致的。BAV和TAV患者的血漿中MMP-2含量高于CHD患者,而在BAV和TAV患者之間血漿中MMP-2無統(tǒng)計學差異。2.第二部分絲裂原活化蛋白激酶MAPK在主動脈瓣二瓣化畸形畸形與三葉瓣膜合并升主動脈瘤的表達研究。我們選取的病例組和對照組主動脈標本同第一部分。利用Western blot技術對MAPKs分子在升主動脈瘤及在BAV和TAV亞型中的表達情況進行了相關研究。我們的結果發(fā)現(xiàn)p-JNK和t-JNK蛋白表達及p/t-JNK水平在BAV和TAV伴發(fā)的升主動脈瘤中升高,p54JNK蛋白及其磷酸化水在BAV患者升主動脈的表達要高于TAV患者,然而在瓣膜組織TAV患者JNK卻明顯高于BAV患者。P-ERK1/2, t-ERK1/2及p/t-ERK1/2水平在CHD,BAV,TAV患者的升主動脈中表達無統(tǒng)計學差異,然而在瓣膜組織可見到TAV患者的t-ERK1/2蛋白水平明顯高于BAV患者。t-p38MAPK蛋白表達在BAV和TAV患者升主動脈中升高,相比CHD對照組的正常的升主動脈。并且TAV患者升主動脈的t-p38MAPK蛋白水平也高于BAV組。但在瓣膜組,兩者并無統(tǒng)計學差異。p38MAPK磷酸化水平在BAV和TAV患者的升主動脈中并不高。然而相比BAV組,TAV組p-p38MAPK是明顯升高的。進一步,在瓣膜組織,BAV和TAV組p-p38MAPK水平是沒有統(tǒng)計學差異的。p/t-p38MAPK在CHD, BAV, TAV患者的升主動脈和瓣膜組織中表達均無統(tǒng)計學差異。3.第三部分腎素-血管緊張素系統(tǒng)RAS在升主動脈瘤的表達。我們選取40例升主動脈瘤組織標本,取自2013年2月至2013年12月在中國醫(yī)學科學院阜外心血管病醫(yī)院血管外科中心手術切除的升主動脈瘤壁。經(jīng)術前心臟超聲或主動脈CT確定升主動脈最大直徑中位數(shù)5.1cm (4.5-6.6cm)。對照組的正常升主動脈來自40例同期的冠心病(coronary heart diseases, CHD)患者,在阜外心血管病醫(yī)院血管外科中心行冠狀動脈旁路移植術時升主動脈與大隱靜脈吻合時打孔取下的升主動脈壁,5例心臟移植器官供者的升主動脈。排除結締組織主動脈疾病(Marfan綜合癥,Loeys-Dietz綜合癥,Ehler-Danlos綜合癥)、家族性主動脈瘤、主動脈瓣二瓣化畸形、炎癥性主動脈疾病、感染性主動脈疾病,梅毒性主動脈疾病,外傷性主動脈疾��；利用蛋白免疫印跡Western blot,放射免疫法RIA和免疫熒光技術對局部RAS主要成分在非馬凡特發(fā)性的升主動脈瘤的表達情況進行了研究。我們的結果發(fā)現(xiàn)相比CHD患者,血管緊張素原AGT的表達、AngⅡ的水平、血管緊張素轉化酶ACE的活性在ATAA患者的升主動脈中升高。而且,血漿中AngⅡ含量ATAA患者也高于CHD患者。4.第四部分血管緊張素II促進基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-2在升主動脈瘤平滑肌細胞中表達的機制研究。我們通過體外培養(yǎng)患者的升主動脈瘤組織塊及升主動脈瘤的平滑肌細胞和正常胸主動脈的平滑肌細胞,去弄清升主動脈瘤中MMP-2增高的機制,探究Ang Ⅱ, MAPK, MMP-2在升主動脈瘤發(fā)病中的聯(lián)系。我們的結果發(fā)現(xiàn)在體外培養(yǎng)的患者的升主動脈瘤組織塊及升主動脈瘤的平滑肌細胞和正常胸主動脈的平滑肌細胞中,AngⅡ均呈現(xiàn)了以濃度和時間依賴方式促MMP-2的表達。AngⅡ能夠誘導升主動脈瘤的平滑肌細胞的JNK, ERK1/2, p38 MAPK磷酸化水平。而在正常胸主動脈的平滑肌細胞中,只見到AngⅡ誘導ERK1/2磷酸化,而未見到JNK和p38 MAPK發(fā)生磷酸化。AngⅡ通過血管緊張素Ⅱ受體1誘導MMP-2表達上調(diào)及MAPK分子磷酸化。AngⅡ通過激活JNK, ERK1/2, p38 MAPK通路誘導升主動脈瘤平滑肌細胞表達MMP-2,而在正常胸主動脈的平滑肌細胞中,只有ERK1/2通路參與該過程。結論1.MMP-2表達增加是升主動脈瘤發(fā)病的重要因素。2.主動脈瓣膜二瓣化相對高發(fā)胸主動脈瘤可能與瓣膜及升主動脈MMP-2表達增加有關。3.JNK的激活可能涉及升主動脈瘤形成。4.BAV和TAV伴發(fā)的ATAA有不同的MAPK分子的表達和激活,表明兩者可能涉及不同的MAPK分子機制。5.BAV伴發(fā)的ATAA的p54JNK水平的增高可能有助于解釋BAV伴發(fā)的ATAA高的MMP-2水平。6.TAV伴發(fā)的ATAA的升主動脈壁病理改變要比BAV重。7.RAS參與了ATAA的發(fā)病過程。8. Ang Ⅱ能夠誘導升主動脈瘤平滑肌細胞MMP-2表達上調(diào),這可能是ATAA MMP-2表達上調(diào)的重要原因,9.ARB藥能夠抑制AngⅡ誘導的ATAA平滑肌細胞的MMP-2表達上調(diào),這為ARB藥物治療ATAA提供了理論基礎。10. MAPK抑制劑可抑制AngⅡ能夠誘導ATAA平滑肌細胞MMP-2表達上調(diào),這提示MAPK抑制劑可能有助于ATAA的預防和治療。
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【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R654.2

【共引文獻】

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本文編號：1634230