SDF-1α/CXCR4通路介导平滑肌祖细胞参与静脉移植物内膜增厚的实验研究

研究背景和目的 缺血性心脏病是影响人类健康的重大疾病，冠状动脉旁路移植术（CABG）是目前治疗此类疾病的重要方法，能明显改善心肌的缺血症状。大隐静脉是冠状动脉旁路移植术主要的移植材料之一。但是，大隐静脉在移植后闭塞率比较高[1]，10年通畅率仅为50%[2-4]。静脉移植物因严重狭窄或闭塞可导致心绞痛或心力衰竭等严重临床事件。Diao等将GFP小鼠骨髓移植到C57BL/6J野生型小鼠中，结果他们在这些小鼠移植静脉中发现了较多的GFP阳性SMCs，这个结果提示骨髓来源的SPCs参与了移植静脉的血管重构过程[5]。SPCs参与移植静脉重构这一发现拓展了人们对移植静脉内膜增厚的认识，但是SPCs是如何被动员的目前还不确定。有研究报道，在动脉损伤后基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）和CXCR4通过介导平滑肌祖细胞（SPCs）参与了血管管壁的增厚[6]，而SDF-1α∕CXCR4在静脉移植物新生内膜中的作用尚不清楚。 本实验旨在通过建立大鼠静脉移植物模型，观察SDF-1α CXCR4和SPCs在大鼠移植静脉内膜增厚中的作用。以及AMD3100对大鼠移植物新生内膜的影响，从而为进一步了解移植静脉内膜增厚发生发展机制及探讨可能的预防措施提供一定的理论依据。 方法 第一部分：大鼠静脉移植物模型的建立。1.建立大鼠自体静脉移植物模型:取大鼠右侧颈静脉，移植到右侧颈总动脉上；2.应用小动物超声仪观察移植静脉的通畅性和吻合口处的延续性；3.组织冰冻切片，HE染色，测量移植静脉管壁厚度（新生内膜和中膜厚度的和）。 第二部分：建立自体静脉移植物模型，检测移植静脉中SDF-1α和CXCR4的动态表达，以及阻滞剂AMD3100对管壁厚度的影响。1.术后不同时间点收集静脉移植物，免疫荧光染色法检测移植血管中SDF-1α和CXCR4的表达。2.免疫荧光双染色法检测移植血管中SDF-1α和CD68，SDF-1α和α-SMA的表达；3.自体静脉移植物模型阻滞剂组腹腔注射AMD3100（1mg/kg7d），组织冰冻切片，HE染色，测量移植静脉管壁厚度（新生内膜和中膜厚度的和）。 第三部分：建立自体静脉移植物模型，检测移植静脉中Sca-1+细胞和SPCs，以及阻滞剂AMD3100对两者的影响。1.术后不同时间点收集静脉移植物，免疫荧光染色法检测移植血管中Sca-1的表达；2.免疫荧光双染色法检测移植血管中Sca-1和α-SMA的表达；3.自体静脉移植物模型阻滞剂组腹腔注射AMD3100（1mg/kg7d），免疫荧光染色法检测移植血管中Sca-1的表达，免疫荧光双染色法检测移植血管中Sca-1和α-SMA的表达。 第四部分：建立异体静脉移植物模型，检测受体来源细胞的表达，以及AMD3100对受体来源细胞的影响。1.建立大鼠异体静脉移植物模型：取雌性大鼠右侧颈静脉，移植到同系雄性大鼠右侧颈总动脉上；2.术后3天和28天收集静脉移植物，免疫荧光双染色法检测移植血管中SRY和Sca-1以及SRY和α-SMA的表达。3.异体静脉移植物模型阻滞剂组腹腔注射AMD3100（1mg/kg7d），免疫荧光双染色法检测移植血管中SRY和Sca-1以及SRY和α-SMA的表达。 统计学分析：所有数据采用x±s表示。数据采用SPSS18.0统计软件包进行统计分析，组间比较采用t检验和单因素方差分析，以P＜0.05为差异具有统计学意义。 结果 1.术后所有大鼠在收集静脉移植物之前，进行超声检查，结果显示血流通畅，血液充盈良好，吻合口延续良好，建模成功。 2.随着术后时间的延长，模型组静脉移植物血管的厚度逐渐增加（P＜0.01）。 3.术后0天没有检测到SDF-1α的表达，术后3天有少量的表达，7天达到高峰，术后14天和28天表达减少。CXCR4表达趋势同SDF-1α相似，但是14天和28天仍持续表达。免疫荧光双染显示，术后3天单核巨噬细胞中SDF-1α表达增加，术后14天平滑肌细胞中SDF-1α表达增加。与模型组相比较，相同时间点，AMD3100组静脉移植物血管的厚度减少。 4.术后3天在静脉移植物外膜中发现少量的Sca-1+细胞，术后14天表达增加，术后28天检测不到阳性表达。免疫荧光双染法显示，术后Sca-1+α-sma+的细胞表达趋势同Sca-1+细胞的表达趋势相似。应用AMD3100后，移植静脉中Sca-1+的细胞和Sca-1+α-sma+的细胞数量减少。 5.术后3天可检测到SRY+Sca-1+,AMD3100能减少术后3天SRY+Sca-1+细胞的数量。术后28天可检测到SRY+α-sma+细胞，应用AMD3100后移植静脉中SRY+细胞和SRY+α-sma+细胞数量减少。 结论 1. SDF-1α CXCR在大鼠静脉移植物的内膜增厚过程中起着一定的作用。 2. SPCs可能由SDF-1α CXCR4介导参与了大鼠静脉移植物的内膜增厚。 3.在大鼠静脉移植物的内膜增厚过程中，SDF-1α CXCR4介导的受体来源的平滑肌祖细胞细胞可能参与了静脉移植物的内膜增厚。