胸主动脉夹层与动脉瘤TGF-β1的差异表达与弹力蛋白代谢在胸主动脉夹层发病机制中的作用

【摘要】：第一部分 胸主动脉夹层与胸主动脉瘤组织转化生长因子(TGF)-β1表达的比较研究 目的转化生长因子(TGF)-β1是具有调节细胞外基质代谢及炎性反应的多功能性细胞因子,目前已证实在多种结缔组织相关疾病中起关键性调控作用。本研究旨在通过比较胸主动脉夹层与正常主动脉壁转化生长因子(TGF)-β1表达的差异,以及胸主动脉夹层与胸主动脉瘤TGF-β1分布的差异,来探讨TGF-β1在胸主动脉夹层发病机制中的作用。 材料与方法研究标本取自经手术证实的胸主动脉夹层分离患者主动脉壁20例(TAD组)、胸主动脉瘤患者动脉壁38例(TAA组),对照组取自心脏移植供体正常主动脉壁组织20例(NC组)。各组主动脉壁组织制备5μm厚石蜡切片,采用苏木精—伊红染色、Verhoeff氏弹力纤维染色及Masson三色染色法分析各组病理形态及细胞外基质弹力纤维及胶原纤维的表达特征。组织切片经系列脱蜡、水化等处理后以抗TGF-β1及α-平滑肌肌动蛋白(a-actin)单克隆抗体作为第一抗体采用双抗免疫荧光技术,半定量TGF-β1在各组主动脉壁中的表达并分析TGF-β1在不同主动脉壁层次中表达的差异。分析TGF-β1与不同细胞外基质成分分布的关系并比较TAD组与TAA组TGF-β1表达分布的差异。 结果病理形态学显示主动脉夹层及动脉瘤均以轻度到重度的动脉中层变性或坏死伴弹力纤维减少、断裂及胶原纤维增生为病理特征,其中主动脉夹层组17例(85%)与动脉瘤组29例(76.3%)患者存在动脉中层变性。TGF-β1在各组主动脉壁内呈不均匀分布,在中膜平滑肌层中表达水平最高,其次为内膜层,外膜层最低。组间比较,TAD组动脉壁全层TGF-β1为70.71±9.7(信号强度),’FAA组TGF-β1为77.66±10.93,NC组64.54±5.18,与对照组比较分别提高9.56%、20.3%(P0.05)。具体分布比较,中膜层TGF-β1表达TAD组79.26±12.77、TAA组86.82±13.47较对照组68.28±7.98高16.09%与27.2%(P0.01)；外膜层TAD组60.04±12.07、TAA组61.52±18.29分别较对照组51.43±8.09提高16.74%与19.6%(P0.05),但TAD组与TAA组比较无差异；而内膜层TGF-β1值TAD组62.54±8.81与对照组62.63±6.12表达水平无差异,TAA组72.14±15.85较对照组提高15.18%(P0.05)。病理形态分析显示在中膜层TGF-β1主要积聚于弹力纤维内,在弹力纤维中TGF-β1表达水平TAD组较对照组提高达34.83%。危险因素分析显示年龄、性别、主动脉最大直径、夹层分型等因素与TGF-β1表达无相关性。细胞核密度分析显示,夹层组内膜层及外膜层中细胞密度明显高于动脉瘤组(P0.05)。 结论TGF-β1在主动脉壁内呈不均匀分布,且在胸主动脉夹层及胸主动脉瘤患者动脉壁中表达明显增强。但TGF-β1在动脉壁的增强呈不均匀分布,其中在中膜层弹力纤维中表达明显增强对主动脉夹层的形成具有重要意义,提示TGF-β1与弹力纤维的相互作用与主动脉夹层的形成相关。 第二部分胸主动脉夹层与胸主动脉瘤壁弹力蛋白的表达与调控 背景主动脉中膜层弹力纤维网络是维持主动脉壁完整性及抵御动脉壁搏动性应力的关键。弹力蛋白是构成弹力纤维的最主要成分,已有的研究结果提示在胸主动脉夹层及动脉瘤组织中存在MMP/TIMP系统主导的显著的弹力纤维降解过程。成熟弹力纤维存在一个不断降解并新弹力纤维蛋白修复沉积的过程,而目前尚未有针对主动脉弹力蛋白合成修复的研究。本课题部分旨在通过比较胸主动脉夹层与胸主动脉瘤组织弹力蛋白的表达及弹力蛋白合成代谢的差异,来探讨胸主动脉夹层的特殊病因机制。 材料与方法研究标本取自我院经手术证实的胸主动脉夹层分离患者主动脉壁10例(TAD组)、胸主动脉瘤患者动脉壁10例(TAA组),对照组取自心脏移植供体正常主动脉壁组织10例(NC组)。新鲜主动脉壁组织迅速处理并提取总蛋白及总RNA保存备用。采用Western-blotting免疫印迹技术分离组织弹力蛋白并半定量在TAD与对照组中的表达水平。采用荧光定量RT-PCR技术比较TAD、TAA与对照组组织弹力蛋白(Elastin) mRNA表达丰度,以上研究均以GAPDH或其基因作为内参照。 结果Western-blotting法测定TAD组8例与对照组8例胸主动脉壁组织弹力蛋白结果显示TAD组弹力蛋白表达水平较对照组降低,其平均值TAD组为0.807±0.159,对照组为1.194±0.187,TAD组较对照组降低32.42%(P0.001)。TAD组10例、TAA组10例及对照组10例主动脉标本荧光定量RT-PCR法测定弹力蛋白mRNA表达丰度,TAD组弹力蛋白mRNA较对照组及TAA组显著降低；其表达丰度分别为TAD组3.95±2.07,TAA组28.32±12.95,对照组为29.71±8.65。TAD组仅为对照组与TAA组表达量的13.30%与13.95%(P0.01)。但TAA组表达量与对照组无差异(P0.05)。 结论胸主动脉夹层组织中除存在弹力纤维形态结构的破坏之外,其主要成分弹力蛋白含量与合成代谢也明显降低。相比较而言,主动脉瘤患者的弹力蛋白合成代谢保持正常水平提示主动脉夹层动脉壁合成弹力蛋白障碍是胸主动脉夹层的重要发病机制之一。

【关键词】：转化生长因子(TGF-β1) 胸主动脉夹层分离 胸主动脉瘤 细胞外基质 发病机制 弹力蛋白 胸主动脉夹层分离 胸主动脉瘤 弹力纤维 RT-PCR 微纤维 mRNA
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R543
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