Dickkopf-1在动脉粥样硬化中的作用及其相关机制的研究

Dickkopf-1在动脉粥样硬化中的作用及其相关机制的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-07-27 分类:期刊论文 喜欢:2475
师大云端图书馆

【摘要】背景急性冠脉综合征(acutecoronarysyndrome,ACS)是指在冠状动脉粥样硬化斑块破裂或糜烂的基础上,伴随不同程度的重叠血栓的形成甚至栓塞,导致冠状动脉内血流显著减少或完全中断,从而引发的以心肌低灌注缺血为主要特点的一组临床综合征。急性冠脉综合征是临床上的常见急症,一经确诊需要采取紧急、恰当与有效的处理措施才能最大程度地减轻心肌缺血产生的不良影响,减少心肌梗死的面积、挽救患者的生命。急性冠脉综合征患者住院及随访过程中,发生复发性心绞痛、急性心肌梗死和心源性死亡的风险相对较高,如何提高对急性冠脉综合征患者未来再发心血管事件的预测水平始终是临床医生面临的巨大挑战。目前国际上有许多针对急性冠脉综合征危险评分的系统,其中全球急性冠脉综合征注册(theGlobalRegistryofAcuteCoronaryEvents,GRACE)评分是较为广泛应用的评分系统。GRACE研究是对急性冠脉综合征患者进行的前瞻性的临床研究。该研究涉及14个国家的近100家医院,共纳入22645例患者,入选标准包含了急性冠脉综合征疾病谱的各种类别的患者。GRACE评分的内容包括年龄、心率、收缩压、基线肌酐水平、充血性心衰病史、院内PCI、心梗病史、入院心电图ST段改变及心肌酶或者其他标志物水平。GRACE评分的内容来源于大量真实的临床病例中统计得出的危险因素,而且较容易获得,因此其评分方法更加合理有效。动脉粥样硬化是目前已知导致心血管疾病最常见的原因,它是一种发生在大、中动脉的富含脂质的多灶性、淤积性炎症性疾病。病理学研究发现,粥样斑块中含有大量炎症细胞的出现,影响了斑块形态以及性质的改变。然而,动脉粥样硬化的发生并不仅仅是一个局部的炎症反应,大量临床研究发现,一些分泌型的促炎反应生化标志物可能可以用来预测未来的心血管事件,提示患者的预后情况,如IL-6、MPO、MCP-1等,其中研究最广泛和最有说服力的指标就是C反应蛋白(CRP)。CRP是一个强有力的临床标志物。最近的研究表明Wnt信号家族在炎症的调节中发挥着重要的作用,而该通路受到多个分泌型拮抗剂的作用,包括可溶性卷曲蛋白相关受体和dickkopf家族,而后者研究最多的是DKK-1。有研究发现动脉粥样硬化斑块中DKK-1的表达量是增加的,DKK-1在动脉粥样硬化斑块中能够通过影响内皮细胞与血小板之间的炎症反应,从而发挥促动脉粥样硬化作用。脑血管疾病患者和年轻的急性心肌梗死患者体内的DKK-1水平均高于正常对照人群。目前的研究发现DKK-1与动脉粥样硬化疾病人群密切相关,但是DKK-1在ACS患者体内表达及其与心血管疾病预后的研究尚未见报道。目的1.观察血浆DKK-1水平与ACS患者的关系;2.判断DKK-1与CRP及GRACE评分分层的相关性;3.探讨DKK-1对急性冠脉综合征患者再发心血管事件的预测价值,是否可以作为GRACE评分对ACS患者远期不良预后风险评估的一个补充指标。方法1.病例选择入选急性冠脉综合征(ACS)患者,患者均行冠脉造影检查。入选标准为:选择性冠状动脉造影检查证实主要冠状动脉狭窄大于50%,并排除冠状动脉痉挛所致;符合STEMI和NSTEMI的诊断标准;UA的诊断标准为相应临床症状和(或)NSTEMI类似心电图表现,但是心肌标记物水平正常。满足上述标准的患者签署临床研究知情同意书后入选该研究。排除标准为:(1)合并心脏瓣膜疾病;(2)重度心律失常;(3)中、重度心功能不全;(4)重度或难治性高血压;(5)活动性肝脏功能障碍,或者查体发现ALT或AST>3倍正常上限;(6)恶性疾病:肿瘤;(7)贫血;(8)急、慢性炎症疾病:包括风湿性关节炎、类风湿关节炎等。2.冠脉造影检查(CAG)与经皮冠脉介入治疗(PCI)入选患者使用飞利浦AlluraFD20心血管数字剪影仪进行造影检查,记录冠状动脉造影图像,判断靶血管,记录冠状动脉靶病变的类型、部位、形态、狭窄程度。3.血液生化指标检查使用日本HITACHI公司生产的7170型全自动生化分析仪检测每位患者的外周血总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、肌酐、尿酸、CK、及空腹血糖。应用西门子BN2特种蛋白分析仪检测外周血高敏C反应蛋白浓度。4.血浆中炎症因子DKK-1的检测入选患者清晨抽取空腹外周血5ml,抗凝处理后分离血浆,采用ELISA试剂盒(R&DSystems)检测外周血中DKK-1浓度。5.GRACE评分的计算GRACE评分计算变量包括:年龄、心率、收缩压、基线肌酐水平、充血性心衰病史、院内PCI、心梗病史、入院心电图ST段压低及心肌酶或者标志物水平升高。GRACE评分的危险分级包括低危、中危和高危。6.院内及出院用药情况合理使用硝酸酯类药物、p受体抑制剂、血管紧张素酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素Ⅱ受体阻断剂(ARB)钙通道阻滞剂等。出院时,详细告知患者和家属继续用药的方法和剂量。7.患者随访与终点事件的判断入选患者出院后进行随访,包括门诊随访和电话随访。门诊随访时检查患者的空腹血糖、血脂四项(包括TC、TG、LDL-C、HDL-C),记录静息心电图,判断终点事件的发生、时间及诱因。主要不良心血管事件(MACEs)包括心源性死亡、非致死性心肌梗死、再发不稳定心绞痛和冠状动脉血运重建。8.统计学分析所有试验数据采用SPSS16.0软件进行统计分析。数值变量的描述统计采用均数±标准误表示,分类变量的统计描述采用频率或者百分率表示。分类变量采用卡方(chi-square)检验或者Fisher’s确切检验。数据间的相关分析采用双变量相关分析,多组数据间的比较采用单因素方差分析。采用二元logistic回归评估DKK-1水平与MACE的相关性。P<0.05即为存在统计学意义。结果1.入选病例的基本情况331例患者符合入选标准,获得其中322例患者的全部资料。所有患者的最长随访时间为36个月,最短随访时间为18个月,中位随访时间为24个月。至随访结束时共有31例患者失访。完成随访的291例患者包括46例STEMI患者和245例NSTE-ACS患者(63例NSTEMI)。所有患者均接受冠脉造影检查,198例(68%)患者符合PCI治疗者并置入相应支架,随访期间共44例MACEs发生。2.急性冠脉综合征患者血浆中DKK-1的基线表达水平DKK-1的中位表达水平是713pg/ml。在ACS患者中,DKK-1的水平与高敏C反应蛋白水平呈正相关(r=0.308,P<0.001),同时STEMI患者的DKK-1基线表达水平显著高于NSTE-ACS患者(P=0.006)。而在NSTEMI和UA患者中DKK-1的表达量无明显的差异,且PCI治疗不会影响患者体内DKK-1的表达量。3.急性冠脉综合征患者GRACE评分情况所有患者的中位GRACE评分为88分,其中STEMI患者GRACE得分为108(63-149)分,NSTE-ACS患者得分为84(38-148)分。两组之间GRACE得分的差异存在显著统计学意义(P<0.001)。4.根据DKK-1血浆水平分组患者测量指标的组间比较根据DKK-1的血浆水平由低到高将所有患者三等分,分为T1、T2和T3组,每组97例患者。统计分析发现,DKK-1水平高的患者年龄较大,血糖和hs-CRP的水平也明显增高(P<0.05)。至随访结束,T1组MACEs发生率为2.1%,T2组为13.4%,T3组为29.9%,三组事件发生率差别有统计学意义(P<0.01)。5.事件组患者和无事件组患者测量指标的组间比较事件组患者的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C、血糖、hs-CRP.DKK-1表达水平明显高于无事件组患者(P<0.05),HDL-C水平明显低于无事件组患者(P<0.05)。事件组患者的高血压患病率和糖尿病患病率明显高于无事件组患者(P<0.05)。事件组与无事件组的GRACE评分差异无统计学意义(P=0.570)。6.急性冠脉综合征患者血浆DKK-1水平与GRACE评分的关系DKK-1的表达水平与GRACE评分呈正相关(r=0.259,P<0.05)。对于GRACE评分低危、中危、高危三组,DKK-1的中位浓度分别为642、718和959pg/ml。统计学分析发现GRACE评分高危组患者血浆DKK-1的浓度要高于中危或低危组患者(P=0.002和P<0.001),而中危组DKK-1浓度尽管高于低危组,但是差异无统计学意义(P=0.100)。7.DKK-1是急性冠脉综合征患者不良预后的独立预测指标在校正心血管危险因素(年龄、性别、BMI、吸烟、血糖、血脂)后,二元logistic回归分析发现DKK-1和hs-CRP水平与ACS患者不良心血管事件的发生有显著的相关性。8.DKK-1对急性冠脉综合征患者不良预后的预测价值采用ROC(receiver-operatingcharacteristiccurve)曲线分析后发现,GRACE评分并预测ACS患者不良预后的发生AUC较低为0.524(P=0.605)。GRACE评分联合DKK-1指标后,AUC增加到0.775(P<0.001);GRACE评分联合hs-CRP后AUC增加到0.791(P<0.001)。而当GRACE评分同时联合上述两个指标时,AUC显著提高到0.847(P<0.001),此时该模型在不良事件预测方面的敏感性为81.8%,特异性为71.7%。结论1.冠心病的传统危险因素中,年龄、高血压、糖尿病对急性冠脉综合征患者再发不良心血管事件有预测价值。2.在校正传统心血管病危险因素(性别、年龄、吸烟、高血压、糖尿病)的影响后,血浆外周血hs-CRP水平、外周血DKK-1水平对再发不良心血管事件具有独立的预测价值。3.DKK-1联合hs-CRP与GRACE危险评分可以显著提高对急性冠脉综合征患者再发不良心血管事件的预测价值背景急性冠脉综合征(acutecoronarysyndrome,ACS)主要是由于突发的冠状动脉斑块破裂伴血栓形成引发的冠脉管腔完全或部分闭塞导致,动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是其主要的病理基础。经典病理学研究发现动脉粥样硬化斑块中有大量炎性细胞和炎性因子的存在,其活跃程度与斑块的易损性密切联系。炎症理论的提出让人们对动脉粥样硬化有了更深层次的认识,然而,由于其发病机制的复杂性与参与因素的多样性,炎症在该过程中的作用机制至今也未完全阐明,针对各种炎症因子与血管壁细胞成分之间相互关系的研究仍不断地进行。Wnt信号通路是一条非常保守的信号转导途径,参与了胚胎形成的许多发育过程,并且在维持成体组织的动态平衡中起到了重要作用。近年来,Wnt通路在心血管系统中的作用也越来越受到人们的重视和重视,在脂肪生成、血管新生、血管钙化、心肌梗死后愈合和缺血预适应中也发挥着重要的作用。1998年研究人员发现DKK-1作为Wnt通路的一种分泌型抑制剂,通过与胞膜上的LRP5/6、Kremen等受体结合而介导内吞,从而关闭经典Wnt通路。DKK-1可以参与胚胎发育中的心内膜细胞、心肌细胞和心脏瓣膜等多种心血管系统成分的生成。Ueland等人发现DKK-1参与血小板诱导的内皮细胞的活化,内皮和血小板来源的DKK-1都可以增加两者之间的炎症反应,表明DKK-1在动脉粥样硬化斑块中能够增加炎症反应,从而发挥促动脉粥样硬化的作用。在前期ACS患者的临床研究中,我们发现DKK-1在ACS患者体内的表达不仅与病情的严重程度有关,而且对患者的预后有一定的预测价值,提示其可以反映冠状动脉粥样硬化的严重程度及不稳定状态。近年来有关DKK-1与动脉粥样硬化斑块易损性的机制研究尚未见到报道。2001年,vonderThiisen等通过在ApoE-/-小鼠的颈总动脉分叉前放置缩窄性硅胶套管,在经历了长约8周左右的高脂饮食后发现套管的近心端能成功地诱发出与人类病变相似的易损斑块。本研究通过采用该模型模拟动脉粥样硬化斑块的形成,并通过慢病毒载体介导的RNA干扰在体内沉默DKK-1基因的表达,使用组织病理学检查及免疫组化技术观察AS斑块的形成和稳定性,研究DKK-1对AS斑块发生和发展及易损性的影响机制。目的1.体内实验通过慢病毒载体介导DKK-1基因的沉默,观察DKK-1的干扰对ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块发生的影响;2.探讨干扰DKK-1的表达对颈动脉斑块稳定性的作用及其机制;3.体外实验观察ox-LDL刺激下人脐静脉内皮细胞内DKK-1的表达情况;4.研究ox-LDL刺激下DKK-1对HUVECseNOS磷酸化、粘附分子表达和凋亡功能的影响。方法1.Lenti-DKKli’慢病毒的构建构建干扰小鼠DKK-1基因表达的RNAi’慢病毒载体(lenti-DKKli),以携带绿色荧光蛋白的慢病毒空载体(Lenti-GFP)为空载体对照组。2.ApoE-/-小鼠AS模型的构建与分组购买的80只8周龄雄性ApoE-/-小鼠在2周的适应性喂养并过渡到高脂饮食后,进行右侧颈总动脉硅胶套管放置术。小鼠行颈总动脉硅胶套管放置术后高脂喂养8周,分三组:(1)NS组(n=27):尾静脉注射200μl生理盐水;(2)阴性对照组(n=27):尾静脉注射2×107ifu的Lenti-GFP;(3)干预组(n=26):尾静脉注射2xl07ifu的Lenti-DKKli。病毒转染后继续高脂喂养4周,并于2周时于NS组和阴性对照组随机各选取2只小鼠进行颈动脉切片观察慢病毒转染效率。3.血液指标检测各组小鼠分别留取外周血,离心后分离上清检测总胆固醇、甘油三酯、血糖、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白等生化指标。4.组织学斑块病理学检测留取腹主动脉、主动脉根和颈动脉等组织浸泡4%甲醛固定,在OCT包埋组织前用流水充分冲洗以去除甲醛的影响。腹主动脉行大体油红O染色观察脂质沉积;分离颈动脉套管后OCT包埋,留取5μm厚的冰冻切片,行H&E染色观察斑块形态,油红O染色观察斑块内脂质沉积,天狼猩红染色观察斑块内胶原纤维含量,免疫组化染色分析巨噬细胞、平滑肌的含量,并计算易损指数。同时颈动脉冰冻切片行免疫组化染色,观察斑块内粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)、炎性因子(TNF-α、MCP-1、IL-1β、IL-6)、基质金属蛋白酶(MMP-2、MMP-9)、胶原合成酶P4Hα1以及凋亡因子RIP3的表达情况。TUNEL法检测斑块内细胞凋亡。5.组织分子生物学检测留取颈动脉等组织-80℃保存,RIPA蛋白裂解液提取蛋白后,WesternBlot检测各组DKK-1和caspase-3的表达。6.人脐静脉内皮细胞(HUVECs)内研究观察氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激HUVECs后DKK-1的表达情况。通过siRNA和重组DKK-1的干预处理,观察ox-LDL刺激下HUVECs内eNOS磷酸化、粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)表达和凋亡(cleavedcaspase-3)功能的改变。7.统计学分析数值变量资料以均数±标准误表示。两样本间的比较采用独立样本t检验;多样本比较采用单因素方差分析(ANOVA),组间差异两两比较当方差齐时采用LSD法,方差不齐时采用DunnettT3法。P<0.05认为有统计学意义。结果1.慢病毒靶位的筛选结果RAW264.7细胞内转染包含三种不同DKK-1干扰靶点的慢病毒载体。RT-PCR和WesternBlot检测结果显示靶点A的干扰效果最好。靶点1、靶点2和靶点3的干扰效率分别为72.1%、68.1%和36.5%。我们选择靶点1作为有效干扰靶点进一步合成终滴度为5×108TU/ml的病毒载体悬液。2.实验动物一般情况三组小鼠实验结束时体重无显著差异(P>0.05)。三组小鼠血清TC、LDL-C、HDL-C、TG和BS水平无显著差异(P>0.05),表明DKK-1干扰对ApoE-/-小鼠体内血脂、血糖的表达水平无影响。3.慢病毒转染及DKK-1干扰效果检测病毒转染后两周,小鼠颈动脉斑块内有显著GFP表达。对小鼠颈动脉斑块组织蛋白进行WesteronBlot检测。结果显示:Lenti-DKKli组DKK-1蛋白水平明显下降(P<0.05)。4.DKK-1干扰对ApoE-/-小鼠斑块负荷的影响Lenti-DKKli组主动脉表面AS病变范围显著下降(P<0.05),Lenti-DKKli组的小鼠主动脉根部AS斑块的病变范围显著下降(P<0.05)。5.不同组别斑块易损性的情况Lenti-DKKli组斑块内巨噬细胞含量明显低于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05),而平滑肌细胞和胶原含量高于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05).Lenti-DKKli组斑块内脂质的含量虽然有下降趋势,但在三组之间无显著差异(P>0.05)。Lenti-DKKli组的斑块易损指数明显低于NS组并Lenti-GFP组(P<0.05)。斑块纤维帽的厚度在Lenti-DKKli组也有明显增加(P<0.05)。6.DKK-1干扰对颈动脉斑块内炎症因子和基质金属蛋白酶的影响Lenti-DKKli组斑块内的炎症因子(MCP-1、IL-6、IL-lβ、ICAM-1、VCAM-1)含量明显低于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05)。Lenti-DKKli组斑块内MMP-2和MMP-9的含量显著减少,而P4Hal含量高于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05)。7.DKK-1干扰对颈动脉斑块内细胞凋亡的影响Lenti-DKKli组斑块内TUNEL阳性细胞比例明显低于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05)。Lenti-DKKli组斑块内凋亡因子RIP3含量明显低于NS组和Lenti-GFP组(P<0.05)。WesternBlot结果显示Lenti-DKKli组斑块组织cleavedcaspase-3的表达量下降,cleavedcaspase-3与caspase-3比值下降(P<0.05)。8.DKK-1对ox-LDL刺激下HUVECs细胞功能的影响Ox-LDL刺激HUVECs后DKK-1的表达上调,HUVECs、DKK-1的表达对ox-LDL具有浓度和时间依赖性。与ox-LDL+NC组比较,ox-LDL+siRNA组内DKK-1和粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)的表达水平下降(P<0.05),而rDKK-1组粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)无明显变化(P>0.05)。与空白对照组比较,ox-LDL+siRNA组内粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)的表达水平升高(P<0.05)。表明DKK-1参与ox-LDL刺激HUVECs粘附分子产生的过程。与ox-LDL+NC组比较,ox-LDL+siRNA组内磷酸化eNOS的表达水平上升(P<0.05),而rDKK-1组磷酸化eNOS无明显变化(P>0.05)。与空白对照组比较,ox-LDL+siRNA组内磷酸化eNOS的表达水平下降(P<0.05)。表明DKK-1参与ox-LDL刺激HUVECs内eNOS活性下降的过程。与ox-LDL+NC组比较,ox-LDL+siRNA组内cleavedcaspase-3的表达水平下降(P<0.05),而rDKK-1组cleavedcaspase-3的表达水平无明显变化(P>0.05)。与空白对照组比较,ox-LDL+siRNA组内cleavedcaspase-3的表达水平升高(P<0.05)。表明DKK-1参与ox-LDL刺激HUVECs的凋亡过程。结论1.DKK-1干扰能够减少ApoE-/-小鼠AS斑块的发生;2.DKK-1干扰能够减少ApoE-/-小鼠AS斑块中巨噬细胞含量,增加平滑肌细胞和胶原成分,增加斑块的稳定性;3.DKK-1干扰能够减少ApoE-/-小鼠AS斑块内炎症和凋亡的发生;4.DKK-1参与ox-LDL刺激下HUVECseNOS磷酸化、粘附分子表达和凋亡功能的改变。
【作者】王琳;
【导师】张梅;
【作者基本信息】山东大学,内科学,2014,博士
【关键词】冠状动脉粥样硬化;DKK-1;GRACE评分;预测价值;动脉粥样硬化;炎症;易损性;DKK-1干扰;

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