内皮硬化:动脉粥样硬化易感区主动脉内皮损伤的新参数

已知动脉粥样硬化斑块阻塞大动脉并导致心脏病发作和中风发生在暴露于非单向干扰血流的部位,如弯曲和分支,而暴露于单向层流的直动脉段则具有抗动脉粥样硬化性。此外,虽然血流紊乱本身会促进斑块的形成,但它与高胆固醇的结合会导致动脉粥样硬化斑块的形成。许多研究都关注血流紊乱和血脂异常对内皮细胞(血管内壁)的影响,重点关注多种信号级联反应。我们的工作重点是内皮生物力学特性。

图1所示。主动脉动脉粥样硬化易感区域内皮硬化增加
左图:主动脉图像显示主动脉弓和降主动脉的位置。中图:内皮细胞图像显示硬主动脉弓(上)和软降主动脉(下)之间脂质堆积的差异(黄色五边形)。右图:AFM数据显示低脂饮食和高脂饮食小鼠降主动脉和主动脉弓区域内皮硬度增加。

在这项研究中,我们利用原子力显微镜(AFM)探讨了血流紊乱和高胆固醇血症对小鼠主动脉内皮单层硬度的影响。血管内皮刚度测量在新鲜分离的完整主动脉纵向打开,允许AFM进入血管内壁。我们证明,与降主动脉抗动脉粥样硬化区相比,主动脉弓内动脉粥样硬化易感区内皮单层明显硬化。值得注意的是,即使只喂食高胆固醇食物一个月,这种效果也会强烈加剧。这些观察结果提供了内皮硬化和两个主要的促动脉粥样硬化危险因素,血流紊乱和高胆固醇血症之间的联系。此外,我们的数据表明,这两个因素协同作用,紊乱流动的硬化效应是通过增加脂质摄取介导的。内皮硬化与促动脉粥样硬化环境之间的二维相关性首次证明了内皮硬化可能在动脉粥样硬化的发展中起重要作用。我们的发现进一步支持了内皮硬化和动脉粥样硬化之间的因果关系,即已知具有动脉粥样硬化保护作用的清道夫受体CD36的基因缺失也会消除内皮硬化。

我们早期的研究发现,氧化脂质的摄取,如低密度脂蛋白(ox-LDL)的氧化修饰,以及氧化甾醇和氧化磷脂,通过涉及内皮收缩反应的信号级联导致内皮硬化。在这里,我们表明,氧化脂质的摄取也负责在促动脉粥样硬化环境中的内皮硬化在体内。具体来说,有几条证据表明,小鼠主动脉内皮硬化是由氧化脂质的内皮摄取介导的。首先,通过脂质质谱分析,我们发现与降主动脉相比,主动脉弓中氧化脂质的显著积累,高脂肪饮食加剧了氧化脂质的积累,两者都与内皮硬化有关。接下来,我们发现这些结果可以在体外用人主动脉内皮细胞(HAECs)复制。我们创造了血流环境,再现了在主动脉弓和降主动脉中看到的情况,发现血流紊乱增加了haec中oxLDL的摄取,而这种增加的oxLDL摄取在血流紊乱区域导致内皮硬化。在体外对照实验中,在血流紊乱的情况下,oxLDL摄取的增加导致内皮硬化,这一事实使我们得出结论,这种机制在体内主动脉弓内皮硬化中起作用。最后,我们表明,在血流紊乱的情况下,oxLDL摄取的增加是由于CD36表达的局部增加,而CD36的基因缺失在体外和体内都消除了oxLDL的积累和硬化效应。

综上所述,这些研究表明主动脉弓的内皮硬化是cd36介导的氧化脂质摄取增加的结果。我们认为这是动脉粥样硬化前环境中内皮功能障碍的关键组成部分之一。

马哈·库雷希,伊丽莎白·勒·马斯特,伊莲娜·列维坦
美国伊利诺伊大学芝加哥分校

出版

促粥样硬化血流通过增强cd36介导的氧化低密度脂蛋白摄取增加内皮刚度。
Le Master E, Huang RT, Zhang C, Bogachkov Y, Coles C, Shentu TP, Sheng Y, Fancher IS, Ng C, Christoforidis T, Subbaiah PV, Berdyshev E, Qain Z, Eddington DT, Lee J, Cho M, Fang Y, Minshall RD, Levitan I
动脉粥样硬化血栓血管生物学杂志2018年1月

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