川芎、当归、红花和人参萃取液对低切应力环境下血管内皮细胞凋亡的影响

目的：探讨川芎、当归、红花和人参萃取液对动脉粥样硬化的预防作用及其机制。方法：采用~3H-胸腺嘧啶掺入率分析和DNA片段凝胶电泳测定，研究川芎、当归、红花和人参萃取液抑制体外培养的血管内皮细胞在低切应力环境下的增殖并阻止其凋亡的作用。结果：(1)处理6h后，~3H-胸腺嘧啶掺入率随剂量增加而逐渐下降，0.5%浓度时~3H-胸腺嘧啶掺入率下降已非常明显，达40%，12h后趋于稳定。(2)在低切应力条件下，内皮细胞出现明显的DNA梯形带，在高切应力环境时，内皮细胞凋亡被抑制；给予0.5%的萃取液处理2h后DNA梯形带消失。结论：川芎、当归、红花和人参萃取液可阻止低切应力环境下内皮细胞的凋亡。

流体低切应力对内皮细胞IL-8 mRNA表达的影响

为证实内皮细胞 IL- 8表达不仅受化学因子的调节 ,而且还受力学因素的影响。我们用低层流切应力(4 .2 dyne/ cm2 )处理培养的人脐静脉内皮细胞后采用 RT- PCR法检测内皮细胞 IL- 8基因表达 ,并用免疫细胞化学染色法检测内皮细胞内 NF- κB激活的影响 ,结果发现 :1未用切应力处理和切应力作用 0 .5 h后内皮细胞 IL- 8m RNA表达量很少 ,切应力作用 1h后内皮细胞 IL- 8m RNA表达增加 ,2 h进一步增加。2未用切应力处理和切应力作用 0 .5 h内皮细胞核内 NF- κB p6 5染色阴性 ,切应力作用 1h呈弱阳性 ,2 h呈阳性。提示低层流切应力可诱导内皮细胞表达增加 ,IL- 8表达量与切应力作用时间有关。流体切应力可诱导内皮细胞内 NF- κB的激活 ,激活程度与作用时间有关。低切应力诱导内皮细胞表达 IL- 8,可能在急性炎症和动脉粥样硬化发生。

层流状态下高、低切应力对动脉重构及血管细胞粘附分子-1表达的影响

目的制备小鼠腹主动脉狭窄模型,探讨近似层流状态下高、低切应力对动脉重构及VCAM-1表达的影响。方法 20只小鼠随机平均分为狭窄1 d组、7 d组、14 d组和假手术对照组,用动脉银夹建立腹主动脉局部狭窄模型,超声检测狭窄近心端和狭窄处血流动力学参数,计算切应力值;血管标本行HE染色和内皮血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)免疫组织化学染色,定量分析动脉病理结构的改变及内皮VCAM-1表达的强度。结果狭窄动脉近心端和狭窄处分别形成低、高切应力血流区,与对照组比较,随着作用时间的增加,狭窄近心端动脉内中膜逐渐增厚、内皮VCAM-1表达逐渐增强,而狭窄处动脉无明显结构改变及内皮VCAM-1表达。结论血流动力学改变,尤其是低切应力可较早引起动脉重构,可能通过内皮VCAM-1的介导作用导致动脉粥样硬化的发生、发展,而高切应力则可能有抗动脉粥样硬化作用。

低切应力对动脉粥样硬化血管平滑肌细胞Bcl-2和Bax蛋白表达的影响

目的研究低切应力对颈总动脉粥样硬化形成及其血管平滑肌细胞凋亡的影响。方法应用低切应力颈总动脉粥样硬化模型,采用免疫组织化学方法观察大白兔血管平滑肌细胞的Bcl-2及Bax蛋白表达的变化。结果颈总动脉血管平滑肌细胞(VSMC)的Bcl-2表达减少、Bax表达增高。结论在低切应力作用下动脉粥样硬化的形成过程中,低切应力与高脂协同作用,可使促进凋亡的因素增强,抑制凋亡的因素减弱,从而调控VSMC的凋亡。

不同形态低切应力对小鼠腹主动脉重构及内皮P选择素表达的影响

目的制备小鼠腹主动脉狭窄的实验模型,探讨短期不同形态的低剪切应力对动脉重建及内皮P选择素表达的影响。方法 24只小鼠随机平均分为3个实验组(1h组、4h组、24h组)和1个正常对照组,实验组用动脉银夹建立腹主动脉局部狭窄模型,彩色多普勒超声检测狭窄近心端和远心端血流动力学参数,计算切应力值;血管标本行HE染色和内皮P选择素免疫组织化学染色,定量分析动脉病理形态学的改变和半定量分析内皮P选择素表达的强度。结果狭窄动脉近心端和远心端血流分别形成低切应力区和振荡性低切应力涡流区,并且在所有观察点狭窄动脉近心端和远心端血管发生不同程度的动脉重建与内皮P选择素表达,但近心端较远心端更明显(P<0.05)。结论血流动力学改变在较短的时间内可引起动脉重构及内皮P选择素的表达,而且不同形态低切应力导致的病变程度是不同的。

ERK1/2信号转导途径在低切应力上调人脐静脉内皮细胞IL-8基因表达中的作用

血管内皮细胞位于血流和血管壁之间,除受化学因素的调节外还受力学因素的影响。切应力可通过刺激相应的力学感受系统来调节内皮细胞某些基因的表达,其中包括诱导内皮细胞表达IL- 8。为了阐明MAPK信号途径中的ERK1/ 2信号通路是否参与调控低切应力上调人脐静脉内皮细胞IL- 8基因表达,采用Western blot分析了低切应力(4.2 0 dyne/ cm2 )处理不同时间内皮细胞ERK1/ 2的磷酸化水平及TPK抑制剂Genistein,MEK抑制剂PD980 5 9对其磷酸化的影响;采用定量RT- PCR检测内皮细胞经低切应力刺激或给予阻断剂后再行切应力刺激等处理后IL- 8基因的表达。结果显示:(1)低切应力处理可引起内皮细胞ERK1/ 2蛋白磷酸化水平上调,其磷酸化水平与切应力作用时间有关,具有快速、双向性的特点(在刺激10 min时达到高峰,2 h左右降至未刺激水平) ,阻断剂Genistein和PD980 5 9处理后,ERK1/ 2磷酸化水平与低切应力刺激10 min比较明显降低;(2 )阻断剂Genistein,PD980 5 9可显著抑制低切应力所致的内皮细胞IL- 8m RNA上调。结果表明低切应力可通过ERK1/ 2信号途径上调人脐静脉内皮细胞IL- 8基因的表达。

脉动低切应力致兔颈总动脉粥样硬化的炎性反应机制

目的:研究在体脉动低切应力致实验兔颈总动脉粥样硬化(AS)的炎性反应机制。方法:结扎成年雄性新西兰白兔(体质量2.5～3.0kg)的左颈外动脉获得左颈总动脉脉动低切应力;然后用高脂(含2%胆固醇)或普通饲料(100g/d)养兔至2、4、8、12周,取下两侧颈总动脉;用原位杂交技术检测C反应蛋白(CRP)mRNA和单核趋化蛋白1(MCP1)mRNA,免疫组化方法检测NF-κB、IL-1β、ICAM-1、VCAM-1、PDGF-A、B等蛋白的表达。结果:建立了两类脉动低切应力AS模型;不论是否喂高脂饲料,脉动低切应力侧(左)颈总动脉均有AS斑块形成,其炎症标志因子CRP、MCP-1、NF-κB、IL-1β、ICAM-1、VCAM-1、PDGF-A、B等的mRNA和蛋白表达比假手术正常切应力对照侧(右颈总动脉)均明显增高。结论:从组织、细胞、分子多个层次和炎症反应多个环节证明了脉动低切应力致AS的炎症机制。为用生物医学工程方法和抗炎药物防治AS提供了依据。

磷酸化p38介导低切应力诱导的血管内皮细胞Bmi-1表达

目的 探讨低切应力（LSS）对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中Bmi-1表达的影响及其可能的机制。方法原代培养HUVEC,免疫荧光检测Bmi-1在细胞中的定位;运用平行平板流动腔系统,给HUVEC加载0.5 Pa低切应力0.5 h、1 h、2 h和4 h,以无切应力加载为对照组,用实时定量RT-PCR检测Bmi-1 mRNA表达,用Western blot检测Bmi-1蛋白表达,利用p38特异性抑制剂SB2219探讨信号转导途径。结果 免疫荧光观察发现Bmi-1主要分布在HUVEC胞核中;HUVEC在LSS作用0.5 h后Bmi-1表达即明显增强,随着作用时间延长（1 h、2 h、4 h）,Bmi-1mRNA及蛋白表达逐渐降低;切应力能显著激活磷酸化p38表达;SB2219可以明显抑制Bmi-1表达。结论 LSS可诱导HUVEC中Bmi-1表达,其表达量与刺激时间长短密切相关,这种作用可能通过p38信号调节。

低切应力对高血压颈动脉血管重构作用的影响及其信号转导机制

目的观察低切应力对高血压颈动脉血管重构作用的影响,并初步探讨其信号转导机制。方法分离猪右侧颈总动脉,建立血管体外培养模型,实验分为高切应力组(切应力20 dyn/cm^2,对应灌洗液的流量为200 ml/min)、低切应力组(5 dyn/cm^2,对应灌流液的流量为50 ml/min)及对照组(未经培养的新鲜血管)。镜下测量颈动脉内径及壁厚度,并计算壁横截面积;TUNEL法检测切应力对体外培养猪颈总动脉血管平滑肌细胞凋亡影响;Western blot法检测切应力对体外培养猪颈总动脉血管组织中RhoA、P-MYPT-1、P-ERK1/2、P-JNK和P-P38蛋白表达影响。结果与对照组和高应力组比较,低应力组血管壁厚度和壁横截面积明显增加(P<0.05),血管内径明显变小(P<0.05),内径/壁厚比值明显降低(P<0.05);血管平滑肌细胞TUNEL染色阳性细胞明显增多(P<0.05),凋亡率显著增加(P<0.05);血管组织中RhoA、P-MYPT-1、P-ERK1/2、P-JNK和P-P38蛋白的表达水平明显升高(P<0.05)。结论低切应力对体外培养高血压颈动脉血管重构具有显著地诱导作用,其机制可能与其激活RhoA/ROCK信号,从而引起胞质内丝裂原活化蛋白激酶家族(MAPKs)的3个成员(ERK1/2、JNK、P38)的磷酸化反应有关。

microRNA-1在低切应力诱导血管平滑肌细胞增殖中的作用

【目的】研究micro RNA-1(miR-1)参与切应力条件下ECs(endothelial cells,ECs)对VSMCs(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖活性调控的力学生物学反应机理,将有利于进一步探索动脉粥样硬化等心血管疾病的发病机制。【方法】应用细胞联合培养平行平板流动腔系统对与VSMCs联合培养的ECs施加15 dyn/cm2的正常切应力(normal shear stress,NSS)和5 dyn/cm2的低切应力(low shear stress,Low SS),加载时间为12 h;Western blotting检测联合培养VSMCs的细胞核增殖抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达变化;实时荧光定量PCR检测联合培养VSMCs的miR-1表达变化;通过Target Scan、miRWalk等网站预测miR-1的目标蛋白;Western blotting检测联合培养VSMCs的miR-1靶蛋白锌指转录因子4(kruppel-like factor 4,Klf4)的表达;通过转染技术,上调和抑制VSMCs的miR-1表达,Western blotting技术检测靶蛋白Klf4和PCNA的表达变化,以此验证miR-1对Klf4的负调控作用。【结果】与NSS相比,Low SS促进联合培养VSMCs的PCNA表达并显著抑制miR-1表达;Target Scan、miRWalk等网站预测miR-1的下游靶蛋白为Klf4;与NSS相比,Low SS明显上调联合培养VSMCs的miR-1靶蛋白Klf4的表达;静态条件下上调VSMCs的miR-1表达,靶蛋白Klf4和PCNA表达均显著降低,抑制VSMCs的miR-1表达,靶蛋白Klf4和PCNA表达均明显升高。【结论】Low SS通过联合培养VSMCs的miR-1及靶蛋白Klf4,促进VSMCs的增殖。

流体的不同流动方式对血管内皮细胞血管细胞粘附分子-1、核因子κB表达的影响

目的 :探讨在低切应力时不同流态对粘附分子表达的影响。方法 :置人脐静脉内皮细胞单层于平板流动腔内 ,经切应力 0 2Pa层流或振荡流作用 4h、18h ,用组织免疫化学方法测其血管细胞粘附因子 - 1(VCAM - 1)表达及核因子 (NF -κB)核转位活性 ,原位杂交法检测VCAM - 1mRNA表达。结果 :在相同的低切应力作用下 ,层流组未见VCAM - 1mRNA、VCAM - 1有明显变化 ,而振荡流组则明显上调VCAM - 1mRNA、VCAM - 1表达分别为对照组 2倍、2 4倍及NF -κB核转位活性明显高于对照。结论 :VEC在低切应力作用下 ,振荡流明显上调VCAM - 1表达 。

血管力学生物学研究进展

2011年春天,我在美国加州大学圣迭戈分校(UCSD)短期访问学习期间有幸第一次拜访了冯元桢先生。还记得当天的天气是圣迭戈典型的阳光明媚,可是让我感触更为深刻的是冯先生睿智的思想、爽朗的笑声和对生物力学学科的热爱.冯先生和我讲到了论语中的'吾日三省吾身:为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?',先生对于中华文化和思想的理解与践行都深深地打动了我。

颈动脉粥样硬化与管腔断面血流播散率研究

目的探讨不同时期颈动脉粥样硬化患者颈动脉断面血流播散情况及分布特点。方法对133例动脉粥样硬化患者进行颈动脉内血流直径播散率测算.在以有无动脉粥样斑块分为动脉粥样硬化无斑块组(A组)60例动脉粥样硬化有斑块组(B组)73例,另设63例颈动脉内-中膜无增厚且无动脉粥样硬化斑块者为对照组(C组)。结果颈动脉内血流直径播散率对照组(29.83±7.587)%,硬化组(37.92±7.733)%,斑块组(47.08±9.613)%,三组组间两两比较存在差异,有统计学意义,对照组与硬化组比较存在差异(P<0.01),对照组与斑块组存在差异比较存在差异(P<0.01).硬化组与斑块组比较存在差异(P<0.01)。结论动脉粥样硬化不同时期,管腔边缘血流状态也随之发生相应改变,可以用血流播散率进行量化表示。此表现符合低壁切应力假说,为低壁切应力假说提供影像学依据。