血管支架植入引起的力学环境改变利于Piezo1促进内皮功能修复

目的Piezo1是细胞中最重要的力学感受器,同时还可调节内皮修复进程。一方面Piezo1在层流下可以促进e NOS磷酸化,从而提高内皮细胞中一氧化氮的含量对内皮修复起到正向作用;但另一方面,在湍流情况下,Piezo1能激活NF-κB相关途径,提高细胞炎症水平,促进AS进程,对内皮修复造成负面影响。本研究探讨了在血管支架植入后的内皮修复进程中Piezo1及其相关下游通路激活情况,以明确Piezo1在该过程中扮演怎样的角色。方法以球囊扩张对血管进行一过性的机械损伤刺激和316L血管支架植入后的持续稳定机械刺激为对照,明确PLLA血管支架植入后所带来的力学改变对Piezo1和下游通路表达的影响。以大鼠腹主动脉为植入模型,取样后进行伊文思蓝染色实验检测血管通透性情况,免疫荧光实验观察Piezo1,e NOS和NF-κB表达变化;同时对比临床AS组织样本和体外力学加载后的相关基因表达变化情况。结果Piezo1对剪切力的敏感程度高于拉伸和静压,后两者需要较高强度的刺激才能引起Piezo1的表达水平改变。不同血管支架植入后的Piezo1及下游基因表达情况不同。Piezo1在正常生理的内皮修复进程中Piezo1向有益血管健康的方向流动,而在病理情况下,Piezo1向损害血管健康的方向流动。结论PLLA血管支架植入后的力学环境改变更利于Piezo1促进内皮功能修复。

生理力学载荷维持衰老VSMCs合成表型

目的动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)引起的心脑血管疾病是一类典型的与衰老密切相关的增龄性疾病。衰老血管在多个层面发生退行性改变,血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)是血管中膜的力学响应细胞,在衰老进程中发生表型转换,进而导致细胞间通讯及功能发生变化。这些改变可影响AS的进展,但其在生理力学环境下的表型和功能改变尚不清楚。本研究旨在探讨周期性生理牵张刺激下衰老VSMCs的表型转换,初步了解力学载荷通过调控衰老VSMCs进而参与AS进展。方法原代VSMCs经过氧化氢诱导衰老,在确认合适浓度后q PCR结合免疫印迹筛选合适的表型标志物。进一步将原代VSMCs接种于Flexcell培养板,生长至融合状态后诱导衰老,Flexcell-4000T牵张系统10%幅度、1Hz加载12 h后收取细胞,免疫印迹检测标志物并半定量其表达水平。结果30μM的过氧化氢诱导原代VSMCs成衰老状态;定量筛选出衰老VSMCs高表达合成型标志物Col VIII、ZO-2,与免疫印迹结果一致;生理力学加载后衰老VSMCs维持上述合成型标志物高表达,并低表达收缩型标志物SMMHC、SM22α。结论生理环境下衰老VSMCs维持了力学响应能力,并通过表型和功能改变促进AS进展。

衰老血管平滑肌细胞通过力学生物学负调控内皮细胞功能

目的本研究基于血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)衰老早于内皮细胞(endo thelial cells,ECs),旨在探究衰老VSMCs对ECs的调控,以深入了解二者之间的互作对相关疾病的贡献。方法免疫印迹检测衰老与年轻血管VSMCs表型标志物表达;体外梯度硬度增加培养板培养ECs后免疫印迹检测功能与表型标志物表达。此外,衰老VSMCs经Flexcell-4000T 10%幅度、1 Hz加载12 h后收取上清,超高速离心获取外泌体并进行力学响应micro RNA(mi RNA)测序与生物信息学分析,筛选出的mi RNAs模拟物处理ECs并进行靶基因预测与免疫印迹验证。结果衰老血管高表达合成型标志物,低表达收缩型标志物;硬度增加导致ECs功能失调、高表达间充质标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、波形蛋白(Vimentin);筛选出的上下调力学响应mi RNA:mi R-107-3p、mi R-743b-5p的靶基因预测与验证表明二者可分别靶向程序性细胞死亡分子10(programmed cell death 10,PDCD10)、α-SMA。结论衰老VSMCs可通过力学响应mi RNA和硬度增加的力学生物学方式负调控内皮细胞功能、增加衰老血管疾病易感风险。

PLLA支架植入后紧密连接蛋白的表达变化受机械刺激影响

目的紧密连接通过调节液体、离子和小的血浆蛋白的扩散,以及白细胞、中性粒细胞和淋巴细胞等细胞的渗透来控制内皮细胞旁细胞的通透性,对血管屏障功能起决定性作用。以观察ZO-1、Occludin、Claudin-5、Tricellulin这4种内皮细胞中最重要的紧密连接蛋白在PLLA支架植入后的表达变化及其表达与机械刺激之间的关系为目的。方法利用SD成年雄性大鼠腹主动脉植入PLLA支架为动物模型,取样后进行伊文思蓝染色实验检测血管通透性情况。

力生长因子响应可降解聚乳酸支架植入后的动态力学变化

目的探索力生长因子(mechano-growth factor,MGF)对血管内可降解聚乳酸支架植入后动态力学环境变化的响应,以阐明MGF表达水平作为血管内可降解支架降解指征的潜能。方法在动物层面,向SD大鼠腹主动脉植入可降解聚乳酸支架,植入时段设置为1周、1月、3月、6月、1年,在相应的时段进行血管内超声后取材,扫描电镜结合超声观测降解与血流动力学变化,石蜡切片免疫荧光染色检测不同时段下随支架降解MGF的表达水平。

PLGA纳米颗粒对ApoE;小鼠的血管再狭窄内皮功能的危害和风险研究

目的纳米颗粒已广泛应用于心血管疾病的临床诊疗。然而,纳米材料在心血管系统的积累可引起炎症并促进斑块产生,特别是在血流动力学异常区域。研究聚乳酸-乙醇酸纳米颗粒(PLGANPs)对ApoE^(-/-)小鼠血管狭窄进展的有害影响。方法首先制备PLGA NPs,并检测粒径大小等参数;体内模型:建立小鼠血管扰动流再狭窄模型,具体方法是在距颈动脉分叉处2.5 mm(局灶性狭窄中部)处用9-0手术线不完全结扎,建立左颈总动脉(LCCA)扰动流模型。

血管外膜Sca-1^(+)干细胞参与支架植入后的血管修复

目的血管外膜存在着大量表达干细胞抗原-1(stem cell antigen-1,Sca-1^(+))的干细胞,在血管损伤时活化,具有向平滑肌细胞或内皮细胞分化潜能。血管内支架植入带来严重血管损伤,也导致血管力学环境变化,结合血管外膜Sca-1^(+)细胞在血管外膜的广泛分布推动着探索Sca-1^(+)干细胞在支架植入后的生物学行为。支架植入后Sca-1^(+)干细胞可否被激活?