（细胞生物学专业论文）ldlr基因缺失小鼠脂代谢、炎症、糖代谢相关基因的表达研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 中文摘要 动脉粥样硬化( a c h e r o s c l e r o s i s ，a s ) 是指动脉内膜发生脂质等成分的沉积， 平滑肌细胞( s m o o t i n u s c l e c e l l ，s m c ) 及胶原纤维增生，并或伴有坏死及钙化等 不同程度病变的慢性进行性病理过程。该病变可导致管壁增厚变硬、失去弹性， 由于明显的内膜粥样硬化斑块，使血管管腔缩小，严重者可导致斑块破裂、血栓 形成，最终可导致管腔闭塞。a s 的发病机制非常复杂，从血脂代谢紊乱、内皮 细胞损伤、炎症细胞侵入、泡沫细胞形成、s m c 游走增殖，到脂纹、纤维斑块乃 至粥样斑块的形成过程中起着决定性的作用。涉及到一系列相关基因的表达变 化。目前对a s 的早期发病机制还不明确，往往是血脂异常、糖代谢失衡、炎症 等多种危险因素并存，共同影响着a s 的发生发展。有许多关于a s 的学说，目前 倾向于将这些假说综合起来，每个假说则反映了a s 发生过程中的各个环节。在 特定的情况下，其中的一个环节占主导地位。动脉粥样硬化的发生有多种危险因 素，其中脂代谢紊乱导致的血脂异常是a s 发生发展的重要基础。低密度脂蛋白 受体( 1 0 wd e n s i t y1 i p o p r o t e i l lr e c 印t o r ，l i ) l r ) 是一种细胞膜表面的糖蛋白，在胆 固醇和甘油三脂( t r i g l y c e r i d e ，t g ) 的转运中起重要作用。已知编码l d l r 的基因 缺陷，可导致高胆固醇血症。l d l r 基因缺失( l d l 。) 小鼠可在普通饮食下自 发产生内膜脂质沉积，且与人a s 各阶段病理特征非常相似，病变部位也极其吻 合。目前，国内外研究主要侧重于脂代谢相关基因敲除、抑制或过表达后对a s 的影响，而对a s 发病前期和早期的脂代谢相关基因表达变化报道不多。我们以 幼龄l d l r - 小鼠为研究对象，应用r t - p c r 技术检测a s 发病前期和早期肝脏中脂 代谢、炎症和糖代谢相关基因时序表达情况，同时结合血生化指标及主动脉的病 理学观察，着重探讨a s 发病前期和早期脂代谢相关基因的表达变化规律及其与 血脂紊乱乃至a s 的关系。 结果显示： 1 、基因表达变化特征：所检测的1 4 条脂代谢相关基因中，与同龄野生型 ( w t ) 小鼠相比，u ) l r 靠小鼠肝脏中载脂蛋白a ( a p o l i p o p r o t e i n a ja p o 州) 、 脂肪酸转运体( f a t t ya c i d 住觚s p o r t e r ，r 盯c d 3 6 ) 、肉碱棕榈酰转移酶i ( c a n 埘n e p a l m i t o y lt r a n s f e r a s ei ，c p ti ) 、葡萄糖调节蛋白7 8 ( 9 1 u c o s e r e g u l a t e dp r o t e i n7 8 ， g i 冲7 8 ) 、和清道夫受体a ( s c a v e n g e rr e c e p t o rc l a s sa ，s r _ a ) 的m r n a 水平在 山东师范大学硕士学位论文 1 4 天龄时就显著下调( 尸 o 0 5 ) ；3 0 天龄时载脂蛋白灿( 印o l i p o p r o t e i na j ，印o a i ) 显著上调，载脂蛋白f ( a p o l i p o p r o t e i nf ，印o f ) 显著下调( 氏o 0 5 ) ；6 0 天龄时， 肝x 受体仅( 1 i v e r xr e c e p t o r0 【，l 非c 【) 显著升高( p o 0 5 ) ；酰基辅酶a 氧化酶 l ( a c y l c o e i l z y m e ao x i d a s e1 ，a c o x1 ) 在9 0 天龄显著下调( p o 0 5 ) ；载脂蛋 a v ( a p o l i p o p r o t e i 廿ma p o a v ) 、载脂蛋白e ( a p o l i p o p r o t e i l l e ，印o e ) 、过氧化物 增殖物激活型受体仅( p e r o x i d a s ep r 0 1 i f e r a t o r - a c t i v a t e dr e c e p t o ra ，p p a 勋) 、血管生 成素样蛋白3 ( a 1 1 9 i o p o i e t i l l 1 墩ep r o t e i n3 ，a n g p t l3 ) 和硬脂酰基辅酶a 脱氢酶l ( s t e a r o y l c o ad e s a n i r a s e 1 ，s c d l ) 差异无统计学意义( d - o 0 5 ) 。 所检测的4 条炎症相关基因中，l d l r - 卜小鼠与w t 小鼠相比，白蛋白 ( a l b 啪i n ) 基因在6 0 天龄时表达显著升高( p 0 0 5 ) ；非受体酪氨酸激酶1 ( j a n u s k i l l a s e 1 ，j a k 1 ) 基因在1 4 和3 0 天龄显著下调( p o 0 5 ) ；c 反应蛋白( c r e a t i o n p r o t e i n ，c r p ) 和甘露糖结合凝集素( m 锄a i l - b i n d i n g1 e c t i n ，m b l ) 差异无统计学 意义( 胗o 0 5 ) 。 所检测的2 条糖代谢相关基因中，l d l r 小鼠与w t 小鼠相比，磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶( p h o s p h o e n 0 1 p y m v a t ec a r b o x y k 协a s e ，p e p c k ) 和丝氨酸苏氨酸蛋 白激酶b ( p r o t e i l l 鼬n a s eb ，心p k b ) m r n a 表达水平均无统计学意义。 2 血生化指标检测：l d l r 乒小鼠血清总胆固醇( t o t l ec h 0 1 e s t e r o l ，t c ) 、t g 和低密度脂蛋白一胆固醇( l 0 wd e n s n yl i p 叩r o t e i n - c h o l e s t e r o l ，l d l c ) 含量从 1 4 天龄时就显著高于同龄w t 小鼠( 均p 0 0 5 ) ，并随年龄增长持续升高。t c 和l d l c 水平分别比同龄w t 小鼠升高约4 倍和1 0 倍，并一直维持于较高水平。 t g 水平约高于同龄w t 小鼠3 倍，高密度脂蛋白胆固醇( h i 曲d e n s i t y l i p o p r o t e i l l c h o l e s t e r o l ，h d l c ) 也较同龄w t 小鼠高出2 倍。 3 主动脉根部内膜形态变化：光学显微镜观察发现，l d l r 小鼠在3 0 天龄 时主动脉内膜有轻微的脂质沉积；6 0 天龄时瓣膜区出现明显的脂质沉积，脂质沉 积程度明显加重；9 0 天龄时能观察到较为严重的脂质沉积，苏丹染色阳性区域 增大。1 4 天龄时的l d l r 。小鼠和各个年龄段的w t 小鼠主动脉根部内膜均未见明 显的脂质沉积。 上述脂代谢相关基因在幼龄小鼠即发生表达水平的改变，与血脂紊乱及主动 脉病变发生过程呈现正相关，说明其可能共同参与幼龄小鼠的脂质代谢紊乱，进 v 山东师范大学硕士学位论文 而影响动脉内皮细胞功能改变乃至a s 早期病变的发生。 【关键词】l d l r 基因缺失小鼠；a s ；肝组织；r t p c r ；脂代谢；炎症； 糖代谢 v i 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t a t l l e r o s c l e r o s i s 证v o l v e sa1 a r g eg e n e t i cn 出v o r k ，n o tas i m p l el i n e a rp a m w a y t l l i s n e 俩o r ke x t e n d st oi n t e r a c t i o n sw i t ht h em a i l yk n o w nd s kf i a c t o r sf o rm ed i s e a s ea i l d i n v o l v e sm a l l yc e l lt y p e sa 1 1 do r g a i ls y s t e m s 心g u a b l yt h em o s tc r i 矗c a la d v a l l c e m e n t i nm ee l u c i d a t i o no ff a c t o r sa f ! l b c t i n ga m e r o g e n e s i sh a sb e e nt h ed e v e l o p m e n to f r i l o u s em o d e l so f a m e r o s c l e r o s i s a m o n ga v a i l a b l em o d e l s ， t h el o w e rd e n s i t y l i p o p r o t e i nr e c 印t o r - d e f l c i e n t ( l d l r 卜) m o l l s ei sp a r t i c u l a n yp o p u l a rb e c a u s eo f “s p r o p e n s i t yt os p o n t a n e o u s l yd e v e l o pa t h e r o s c l e r o t i c1 e s i o n so nas t a n d a r dc h o wd i e t t 1 1 i sr e v i e ww i l le x 锄i n eo u rp r e s e n tu n d e r s t a n d i n go ft h ep a t h o l o g y 托dp r o g r e s s i o n o fp l a q u e si nt h i sa i l i m a la 芏1 dh i 曲1 i g h ts o m eo ft h en u t r i t i o n a l ，p h a 胍a c o l o 百c a l ，a n d g e n e t i cs t u d i e st i l a th a v ee n h a n c e dt h j su n d e r s t a n d i n g t h e r ea r eav a d e t yo f 也e o r i e s a b o u tt h ep a t h o g e n e s i so fa s ，b u tt h ea r e a sm a tt h et h e o r i e sc o n c e m e da r ed i f f e r e n t r e s p e c t i v e l y ， a n dm e yr e f l e c t e dt h eo c c u 盯e n c eo fa s h y p e n i p i d e m i ai s a i l i n d 印e n d e mr i s kf a c t o ri nm eo c c u r r e n c ea 1 1 dt h ed e v e l o p m e n to fa s o u rp r e l i m i n a r y e x p e m e n t ss h o wt h a t ，t l l es l e r 西e sb 酏e e nb l o o dl i p i d 仃a n s p o r t ， m e ta _ b 0 1 i c p a t h w a yd i s o r d e rc a u s e db ys e v e r a la b n o r m a lg e n e sr e l a t e dt ol i p i dm e t a b 0 1 i s ma i l d o m e rr i s kf a c t o r sp l a ya ni m p o r t a n tr 0 1 ei nt h eo c c u r r e n c ea l l dt h ed e v e l o p m e n to fa s h 1o r d e rt of i n dt h e 铲e a ts i 鲥f i c a n ti m p a c tf a c t o ra n dd i s c u s st h ec h a n g e si nt h el a w o f l i p i d m e t a b 0 1 i s m - r e l a t e d g e i l e s ，p r o i n n a 姗a t o r yc y t o k i n e s a n d g l u c o s e m e t a b 0 1 i s m r e l a t e dg e n e si nm ee a r l ys t a g eo fa s ，iu s e dl d u 一m i c ea sam o d e l ， d e t e c t e d 戗l ed i f 衔e n t i a le x p r e s s i o no fl i p i dm e t a b 0 1 i s m - r e l a t e d ，p r o i n n a m m a t o r y c y t o l 【i n e sa n d 酉u c o s em e t a b o l i s m r e l a t e dk e yg e n e si nt h el i v e ro fl d l r 小a n dw i l d t y p e ( w t ) m i c ew i t hr t - p c rm e m o d s e n 】mt o t a lc h o l e s t e r 0 1 ( t c ) ，t r i 9 1 y c e r i d e ( t g ) ，l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i l lc h o l e s t e r o l ( l d l c ) a n dl l i g h d e n s i t yl i p o p r o t e i i l c h o l e s t e r o l ( h d l c ) 1 e v e l2 l sw e l la u sa o n i cm o 叩h o l o g yw e r ea l s oa n a l y z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：i i l14 1 i p i d m e t a b 0 1 i s m - r e l a t e d g e l l e sd c t e c t e d ， l d l r 叫。m i c ec o m p a r e dw i t h w i l dt y p e ( w t ) m i c e ， t h em r n al e v e lo ft h e a p o l i p o p r o t e i na ( 印o a ) ，f a t t ya c i dt r a l l s l o c a s e ( f 州c d 36 ) ，c 锄i t i n ep a l m i t o y l t r a n s f e r a s ei ( c p t i ) ，9 1 u c o s e r e g u l a t e dp r o t e i n7 8 ( g r p 7 8 ) a n ds c a v e n g e rr e c 印t o r v i l 山东师范大学硕士学位论文 c l a s sa ( s r i a ) c h a n g e dp r o m i n e n t l ya tt h ea g eo f1 4 一d a y s ( p o 0 5 ) a t3 0d a y s ，t h e m r n al e v e lo fa p o l i p o p r o t e i nai ( 印o ai ) w a u su pr e g u l a t e d ，b u ta p o l i p o p r o t e i nf ( a p o f ) w e r ed o w nr e g u l a t e d c p o 0 5 ) ；a t6 0d a y s ，t 1 1 el i l 】矾al e v e l so f 印o ai ，c p ti a n dl i v e rx r e c e p t o ra ( l x r 0 【) w e r eu pr e g u l a t e d ，b u ta p o a w a sd o w nr e g u l a t e d ( p o 0 5 ) ；a t9 0 ( 1 a y s ，t l l e1 e v e lo ft h e 印o a1w a sh i 曲e r ，b u tm ee x p r e s s i o no fm e a p o a ja p o f 孤da c y l c o e n z y m e ao x i d a s e1 ( a c o x l ) w e r ed o w nr e g u l a t e d c p 0 0 5 ) i d l r 。7 i n i c ec o m p a r e dw i t hw i l dt y p e ( w t ) m i c e ，t h em r n ae x p r e s s i o nl e v e l so f i n n a m m a t i o n r e l a t e dk e yg e n e sa l b 眦1 1 i nw a s1 1 i g h c r ，b u tm ee x p r e s s i o no fm ej a n u s k i n a s e 一1 ( j a k 1 ) w e r ed o w nr e g u l a t e d ( p _ o 。0 5 ) 。 t h cm r n a e x p r e s s i o n l e v e l s0 f 9 1 u c o s e m e t a b o l i s m r e l a t e d k e yg e l l e s p h o s p h o e n o l p y l l l v a t ec a r b o x y 如n a s e ( p e p c k ) a n d p r o t e i nk i l l a s eb ( 脚k b ) h a v e n 0s i g n i f i c a n tc h a i l g e s u ) l r 一砸c ec o m p a r e dw 烛w i l dt y p e ( w t ) 面c e ，t h es e r 嗽1 e v e l so ft cc p o 0 5 ) ， t g ( p o 0 5 ) 孤dl d l c ( p o 0 5 ) i nl d l m i c ew e r es i 卿f i c a n t l yl l i 曲e rt h a n t h o s ei nw i l dt y p em i c ew i t ht h es 锄ea g e 。t ca n dl d l cl e v e l sw e r eh i 曲e rt h a n 廿1 0 s eo fa g em a t c h e dw tm i c ea b o u t4 趿d1of 0 1 d s t gl e v e l sw e r ek g h e rm a l lt h o s e o fa g em a t c h e dw tm i c ea b o u t3f o l d sa n dh d l - ce v e l sw e f el l i 曲e rt h a nn l o s eo f 、a g em a t c h e dw t “c ea b o u t2f 0 1 d s m e a i l w l l i l e ，i 1 1l d u 。m i c e ，w i t hm ei n c r e a s e o fa g e ，t y p i c a le a r l ya t h e r o s c l e r o t i cl e s i o n sw e r eo b s e e da ts i n u sa n dr o r e 昏o n so f a o r t a t h em r n al e v e l so ft h ea p o ai ，a p o a ，a p o f ，f a t c d 3 6 ，c p ti ，a c o x l ， l 沁，a l b u m i na n dj a k - 1o ft h el d u 。m i c ew e r es i 弘i f i c a n t l yc h 觚g e dc o m p a r e d t om e 呵m i c e t h e s eg e n e sm a yb eo fs o m er e l e v a n c et om ec o m p l i c a t e d1 i p i d m e t a b o l i s mn e 觚o r k ，a n dh a v ee f f e c ti nt h ee a r l y s t a g eo fa | c h e r o g e n e s i s v l l i 山东师范大学硕士学位论文 【k e yw o r d s 】u ) l r h o c k o u tm i c e ；触1 e r o s c l e r o s i s ；“v e r ；r t p c r ；l i p i d m e t a b o l i s m ；i n f l 锄m a t i o n ；g l u c o s em e t a b 0 1 i s m i x 山东师范大学硕士学位论文 体a i i 缩写词 a s ：a m e r o s c l e r o s i s 动脉粥样硬化 s m c ：s m o o t h m u s c l e c e l l 平滑肌细胞 l d l r ：l o wd e n s 时l i p o p r o t e i nr e c 印t o r 低密度脂蛋白受体 t g ：t r i 9 1 y c e r i d e 甘油三脂 w t ：w i l dt y p em i c e 野生型小鼠 a p o a ：印0 1 i p o p r o t e i i la 载脂蛋白a r c d 3 6 ：f a t t ya c i dt r a l l s p o r t e r 脂肪酸转运体 c p ti ：c a n l i t i l l ep a b 血t o y l 仃孤s f 矗a s ei 肉碱棕榈酰转移酶i g r p 7 8 ：9 1 u c o s e r e g u l a t e dp r o t e i n7 8 葡萄糖调节蛋白7 8 s r - a ：s c a v e l l g e rr e c 印t o rc l a s sa 清道夫受体a a p o 触：a p 0 1 i p o p r o t e i n 触载脂蛋白趟 a p o f ：a p o l i p o p r o t e i n f 载脂蛋白f l x r a ：1 i v e rxr e c e p t o r 伐肝x 受体位 a c o x l ：a c y l 。c o e n z 肿e ao x i d a s e1 酰基辅酶a 氧化酶1 a p o a v ：印0 1 i p o p r o t e i 山载脂蛋a v a p o e ：印o l i p o p r o t e h l e 载脂蛋白e p p a r c 【：p e r o x i d a s ep r o l i f e r a t o r _ a c t i v a t e dr e c e p t o rc 【过氧化物增殖物激活型受 a n g p t l 3 ：孤西o p o i e t i n 1 i k ep r o t e i n 3 血管生成素样蛋白3 s c d1 ：s t e a r o v l c o ad e s a t u r a s e 1 硬脂酰基辅酶a 脱氢酶1 a l b 啪i 1 1 ：白蛋白 j a k 一1 ：j a n u sk i n a s e 1 非受体酪氨酸激酶1 c r p ：c r e a t i o np r o t e i nc 一反应蛋白 m b l ：m a l l l l 觚_ b i n d i n gl e c t i n 甘露糖结合凝集素 p e p c k ：p h o s p h o e n o l p y m v a t ec a r b o x y k i n a s e 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 越( t p k b ：p r o t e i n n a s eb 丝氨酸苏氨酸蛋白激酶b t c ：t o t l ec h o l e s t e r o l 总胆固醇 l d l c ：l o w d e l l s i t yl i p o p r o t e i n - c h 0 1 e s t e r 0 1 低密度脂蛋白- 胆固醇 山东师范大学硕士学位论文 h d l c ：h i 曲d e l l s i t yl i p o p r o t e i n - c h o l e s t e r o l 高密度脂蛋白一胆固醇 h p ：h y p e r l i p e i i l i a 高脂血症 g f ：g r o w mf a c t o r 生长因子 l d l ：l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n 低密度脂蛋白 a p o b l o o ：a p o l i p o p r o t e i l l b l 0 0 载脂蛋白b 1 0 0 v l i ) l ：v e 巧l o wd e n s 时l i p o p r o t e i n 极低密度脂蛋白 ) l ：h i 曲d e n s i t y 。l i p o p r o t e i n 高密度脂蛋白 c m ：c h y l o m i c r o n 乳糜微粒 a p o c ：印0 1 i p o p r o t e i n c 载脂蛋白c 印o a ：a p o l i p o p r o t e i i lp d i 载脂蛋白a a p o b 4 8 ：a p 0 1 i p o p r o t e i nb 4 8 载脂蛋白b 4 8 a p o c ：印o l i p o p r o t e i n c 载脂蛋白c a p o b l o o ：a p 0 1 i p o p r o t e i nb 1 0 0 载脂蛋白b 1 0 0 d l ：i m e 胁e d i a t ed e i l s i t y1 i p o p r o t e i i l 中间密度脂蛋白 u l ：l i p o p r o t e i n1 i p a s e 脂蛋白脂酶 如g - c o a ：p - h y d r o x y p - m e m y l9 1 u t a r y lc o ap 一羟基p 一甲基戊二酰辅酶a a c a t ：a c y lc h 0 1 e s t e r o la c y lt r a i l s f e r a s e 乙酰胆固醇乙酰转移酶 l c a t ：l e c i 伽n c h o l e s t e r o la c y lt r a l l s f e r a s e 卵磷脂胆固醇脂酰转移酶 c e t p ：c h o l e s t e r o l e s t e n r a n s f e 邛r o t e i n 胆固醇酯转移蛋白 s r e b p ：t e r o l r e g u l a t o 叫e l e m e n t - b i n d i n gp r o t e i n l c 甾醇调节元件结合蛋白 p p r e ：p e r o x i s o m ep r 0 1 i f e r a t o rr e s p o n s ee l e m e n t 过氧化体增殖物反应元件 n f 一小：n u c l e a rf a c t o r - 扭核因子小 a b c a l ：a t p b i n 曲1 9c a s s e t t et r 觚s p o n e ra 1a t p 结合盒转运蛋白a 1 a c o ：a c y l c o ao x i d a s e 乙酰辅酶a 氧化酶 船讯：r e t i n o i dx r e c 印t o r 视黄醇x 受体 l r e ：l 己r e s p o n s ee l e m e n tl x r 反应元件 c y p 7 a 1 ：c h o l e s t e r 0 17 0 【一h y d r o x y l a s e 胆固醇7 0 【一羟化酶 b h l h z i p ：b a s i ch e l i x 1 0 0 p - h e l i x 一1 e u c i n ez i p p e r 螺旋一环一螺旋亮氨酸拉链 s c a p ：s r e b pc l e a v a g ea c t i v a t i n gp r o t e i l ls i 通b p 裂解激活蛋白 i i i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：商伫两导师签专： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 、 学位论文作者签名：商企髑 导师签字： 签字日期：2 0 0 9 年d 6 月d 铲日 砖t l 铭暂 签字喻2 。0 稗月j 一 山东师范大学硕士学位论文 第一章综述 动脉粥样硬化( a 也e r o s c l e r o s i s ，a s ) 是指动脉内膜发生脂质等成分的沉积， s m c 及胶原纤维增生，伴有坏死及钙化等不同程度病变的慢性进行性病理过程， 导致管壁增厚变硬，失去弹性和管腔缩小。当代，心脑血管疾病是发达国家人口 死亡的主要原因。在我国的死亡率也呈逐年增高的倾向。a s 是心脑血管疾病的 重要病理基础，防治a s 是防治心脑血管病的根本措施。目前对a s 的早期发病 机制还不明确，往往是血脂异常、糖代谢失衡、炎症等多种危险因素并存，共同 影响着a s 的发生发展。有许多关于a s 的学说，目前倾向于将这些假说综合起 来，每个假说则反映了a s 发生过程中的各个环节。在特定的情况下，其中的一 个环节占主导地位。a s 的发病机制非常复杂，从血脂代谢紊乱、内皮细胞损伤、 炎症细胞侵入、泡沫细胞形成s m c 游走增殖，到脂纹、纤维斑块乃至粥样斑块 的形成过程中起着决定性的作用。涉及到一系列相关基因的表达变化。 l d l r 小鼠血浆胆固醇在正常饮食时仅有中度升高，和轻微的a s 性病变， 有利于研究早期a s 的特征及形态和生理学变化。本实验是对a s 发生过程中基 因水平、血生化水平和病变程度变化的研究。通过对l d l r 4 小鼠的脂代谢、炎 性因子和能量相关关键基因表达变化情况的研究，检测病理形态和血生化指标， 探讨a s 早期的发病机制。 1 1a s 的发病机制 1 1 1a s 病理过程 正常动脉壁由内膜、中膜和外膜三层构成( 图1 1 ) 。内膜是由单层内皮细 胞、结缔组织和有孔的内弹力板组成，在内皮细胞和弹力板之间( 也称内皮下层) ， 除结缔组织外，尚有s m c 和基质( 包括酸性蛋白多糖、可溶性蛋白、脂质、葡 萄糖和电解质等) 。儿童时期s m c 极其少见，随年龄的增长内膜s m c 及基质 成份逐渐积聚。在肌弹力型动脉中，中膜几乎全由斜行的s m c 构成，并有数量 不定的胶原、弹力纤维和糖蛋白等环绕s m c ，其形态一般不随年龄而改变。外 膜包含纤维母细胞，此外尚有胶原、糖蛋白，并夹杂s m c 。外膜与中膜间还分 隔着层不连续的外弹力板。发生a s 时，动脉壁出现脂质条纹、纤维斑块和复 合病变三种类型的变化。 山东师范大学硕士学位论文 图1 1 动脉壁结构示意 显示动脉壁内膜、中膜和外膜三层结构，右下角是局部再放大示意 ( 1 ) 脂质条纹正常动脉的内膜附有一层内皮细胞，是非常光滑的，在a s 发 生之前，常见有内皮细胞损伤或剥脱，内膜通透性增加，少量脂质得以入侵，在 动脉内膜形成数毫米大小的黄色脂点或长度达数厘米的黄色脂肪条纹，此期称脂 质条纹期。这是a s 的早期表现，常见于青年人，其特征是内膜的s m c 呈灶性 积聚，细胞内外有脂质沉积。脂质成分主要是胆固醇和胆固醇酯。由于脂质条纹 属平坦或稍高出内膜的病变，故不引起临床症状，但在机体内外多种因素的作用 下，脂质条纹可自然消退、稳定不变或发展为斑块。肉眼观，主动脉的脂纹常见 于其后壁及分支开口处，为帽针头大小斑点及宽约1 2 m m 、长短不一的黄色条 纹，不隆起或稍微隆起于内膜表面。 ( 2 ) 纤维斑块随着病情进展，单核细胞和s m c 大量增生，吞噬脂质增多， 吞噬细胞或泡沫样细胞也增多，并逐渐崩解形成细胞之间脂质的较多集聚，随着 脂质的不断沉积和结缔组织的大量增生，脂点、条纹逐渐融合成片，更加明显地 向内膜表面隆起，形成黄色的粥样斑块，周围纤维组织也逐渐增多，并在斑块表 面形成纤维帽，此期即纤维斑块期，为进行性a s 最具特征性的病变。粥样斑块 突入管腔可引起狭窄，脂质池内聚集的大量脂质，逐渐坏死、崩解。其中除胆固 醇外，还有胆固醇结晶、中性脂肪、磷脂和崩解的细胞碎片。这些坏死物质可刺 2 山东师范大学硕士学位论文 激周围组织引起结缔组织增生和炎症，使纤维膜增厚，也可向深部发展累及内弹 力板及中膜，或被吸收，或为纤维组织所代替，形成纤维斑块。此期也可在一定 时期内保持斑块的相对稳定。肉眼观，纤维斑块为隆起于内膜表面的灰黄色斑块。 随着斑块表层的胶原纤维不断增加及玻璃样变，脂质被埋于深层，斑块乃逐渐变 为瓷白色。 ( 3 ) 复合病变若病情进一步发展，纤维斑块发生溃疡、出血、附壁血栓形成、 钙化等，此期称为复合病变期。由于溃疡和血栓的形成，可加重管腔的狭窄甚至 闭塞，引起心绞痛和心肌梗塞。有学者认为，纤维斑块的溃疡、出血和附壁血栓 的形成是引起顽固性心绞痛的主要机制之一，将抗凝、溶栓治疗方法用于不稳定 性心绞痛的治疗取得了较好的效果。一般认为病变发展到此期是无法逆转的。 1 1 2a s 发病机理 a s 的发病机理非常复杂，目前尚未明了，曾有多种学说从不同角度来阐明。 ( 1 ) 脂源性学说此说基于高脂血症( h y p e r l i p e m i a ，h p ) 与本病的因果关系。 h p 可引起内皮细胞损伤和灶状脱落，导致血管壁通透性升高，血浆脂蛋白得以 进入内膜，其后引起巨噬细胞的清除反应和血管壁s m c 增生，并形成斑块【羽。 ( 2 ) 致突变学说认为a s 斑块内的s m c 为单克隆性，即由一个突变的s m c 产生子代细胞，迁移入内膜，分裂增生而形成斑块，犹如平滑肌瘤一般。此起突 变的原因可能是化学致突变物或病毒。 ( 3 ) r o s s 的“损伤一反应学说【3 】。损伤应答学说认为a s 斑块形成至少有两 个途径：各种原因( 机械性、l d l 、高半胱氨酸、免疫性、毒素、病毒等) 引 起内皮损伤，使之分泌生长因子( g r o w 廿1f a c t o r ，g f ) ，并吸引单核细胞粘附于 内皮。单核细胞迁移入内皮下间隙，摄取脂质，形成脂纹，并释放血小板源性 ( p d g f ) 样生长因子。脂纹可直接演变为纤维斑块，或由于内皮细胞脱落而引 起血小板粘附。这样，血小板、巨噬细胞及内皮细胞均可产生g f ，刺激中膜s m c 增生。增生病灶内的s m c 也可分泌p d g f 样生长因子。内皮细胞受损，但尚 完整，内皮细胞更新增加，并产生g f ，从而刺激中膜s m c 迁移进入内膜，s m c 及受损内皮细胞均可产生p d g f 样生长因子，这种相互作用导致纤维斑块形成， 并继续发展。 ( 4 ) 受体缺失学说，该受体广泛分布于肝、动脉壁等全身各种组织细胞膜表 山东师范大学硕士学位论文 面。血浆低密度脂蛋白( l o wd e n s 时“p o p r o t e i n ，u ) l ) 与u ) l i 己结合后，聚集 成簇，被内吞入细胞，并与溶酶体融合。在溶酶体酶的作用下，l d l 中的载脂蛋 白b 1 0 0 ( 印o l i p o p r o t e i i m l o o ，印o b l o o ) 被水解为氨基酸，胆固醇酯被水解为游 离胆固醇及脂肪酸，前者通过以下途径调节细胞的胆固醇代谢：抑制内质网的 瑚v i gc o a 还原酶而抑制细胞本身胆固醇合成；在转录水平上抑制细胞l d l r 蛋白质的合成；激活内质网脂酰c o a 胆固醇脂酰转移酶( a c a t ) 活性，使游 离胆固醇酯化而储存于胞浆内。l d l 被细胞摄取的量取决于细胞膜上受体的多 少，若l d l r 数目过少，则导致细胞从循环中清除l d l 减少，从而使血浆l d l 升 高。家族性高胆固醇血症是常染色体显性遗传病，患者由于细胞表面u ) l r 功能 缺陷而导致血浆l d l 水平极度升高。但多数学者认为，a s 为动脉壁的细胞、细 胞外基质、血液成分( 特别是单核细胞、血小板和l d l ) 、局部血液动力学、环境 和遗传诸因素间一系列复杂作用的结果，因而不可能有单一的病因。经过近百年 不懈的努力，人们已经认识到肥胖、高脂血症、高血压、糖尿病、吸烟等是a s 形成的危险因素，尽管血栓形成、脂质浸润等假说曾在特定时间内成为a s 的“病 因”，但他们都各自强调病因的某一侧面。近年来的损伤反应假说己为人们所公 认，亦即a s 病变始于内皮损伤。实验研究证明，如果损伤仅限于内皮，且单次 而轻微，则不会引起s m c 的增殖及随后一系列的变化，病变趋于痊愈；如果内皮 细胞长期反复的损伤，则导致脂质的不断沉积和s m c 的持续增生，并经过一系列 复杂的连锁反应和恶性循环而形成s m c 。因此，预防a s 必须从多角度、多方位 出发。 1 2 脂代谢、炎症、糖代谢相关因子与a s 1 2 1 脂代谢与a s 脂蛋白代谢是血中脂质、脂蛋白、载脂蛋白及其受体、蛋白因子和酶相互作 用并密切联系的相关代谢过程【4 匍。在脂蛋白代谢过程中许多环节易出现代谢受 到障碍，从而有可能导致脂蛋白代谢紊乱。 1 2 1 1 脂蛋白 脂蛋白主要是由胆固醇、甘油三酯、磷脂和蛋白质组成，绝大多数是在肝脏 和小肠组织中合成，并主要经肝脏进行分解代谢。脂蛋白至少包括极低密度脂蛋 白( v b 巧l o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n ，v l d l ) 、l d l 及高密度脂蛋白( h i 曲d e n s i t y 4 山东师范大学硕士学位论文 l i p o p r o t e i i l ，h d l ) ，各类脂蛋白含有不同比率的胆固醇、三酸甘油酯、磷脂质 及蛋白质【7 】o v u ) l 主要成份为三酸甘油酯，肝脏或小肠内合成。若食入大量脂肪或糖类， 增加v l d l 的合成。 l d l 携带血中6 0 7 0 的胆固醇，主要是将胆固醇由肝脏带到周边组织【8 1 。 l d l c 过高所引起的高胆固醇血症是冠状动脉硬化和心脏疾病的危险因子，所 以l d l c 被称为”坏”的的胆固醇。 血中2 肛3 0 的胆固醇由h d l 运送【9 1 。主要是将周边组织的胆固醇带回肝脏 代谢。h d l c 愈高，罹患冠状动脉心脏疾病之机率愈低，所以皿l c 被称为” 好”的胆固醇【1 0 】。 1 2 1 2 脂蛋白代谢 一般来说，体内血浆脂蛋白代谢可分为外源性代谢途径和内源性代谢途径。 外源性代谢途径是指饮食摄入的胆固醇和t g 在小肠中合成乳糜微粒 ( c h y l o m i c r 0 i l ，c m ) 及其代谢过程；而内源性代谢途径则是指由肝脏合成v l d l ， 后者转变为d l 和l d l ，l d l 被肝脏或其它器官代谢的过程。此外，还有一个 胆固醇逆转运途径，即h d l 的代谢。 ( 1 ) 外源性代谢途径 c m 在十二指肠和空肠的黏膜细胞内合成，小肠黏膜吸收部分水解的食物中 所含t g 、磷脂、脂肪酸和胆固醇后，肠壁细胞能将这些脂质再酯化合成自身的 t