弹性蛋白酶诱导的小鼠腹主动脉瘤消退期组织学特征观察.pdf
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1、第 卷第期年月西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)J o u r n a l o fX ia nJ i a o t o ngU n i v e r s i ty(M e d i c a l S c i e n c e s)V o l N o J a n 本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版基础研究弹性蛋白酶诱导的小鼠腹主动脉瘤消退期组织学特征观察李濛,刘浩乐,魏盼盼,李可心,吴海滨,侯海雯,刘恩岐,李艳奎,赵四海(天津医科大学第二医院血管外科,天津 ;西安交通大学医学部实验动物中心,陕西西安 )摘要:目的确定猪
2、胰弹性蛋白酶(P P E)诱导的腹主动脉瘤(AAA)到达消退期的时间点,观察AAA消退期的组织学特征.方法选用C B L/J小鼠,手术游离腹主动脉,进行血管腔内输注P P E诱导AAA.测量小鼠术前、术后 d(AAA到达平台期的时间点)和术后 d(AAA消退期时间点)腹主动脉直径,比较分析术后 d和术后 d动脉瘤病变部位组织学特征.结果与正常腹主动脉相比,P P E输注 d组和 d组,腹主动脉直径均显著增加(直径增长率分别为 和 ).P P E输注后 d,动脉瘤病变部位显微镜镜下可见弹性纤维断裂、平滑肌耗竭和炎症细胞弥散浸润等典型的AAA特征.在P P E输注后 d组,虽然动脉直径没有明显变化
3、,但组织学可见弹力纤维部分修复,新生平滑肌细胞补充至损伤的中膜,浸润的炎症细胞明显消退,外膜新生血管减少,呈现出疾病消退期的显著特征.结论在P P E诱导的小鼠AAA模型中,术后 d是观察动脉瘤消退的合适时间点,动脉瘤病变消退的组织学特征明显.关键词:腹主动脉瘤;消退;弹性蛋白酶;小鼠;组织学中图分类号:Q ;R 文献标志码:AD O I:/j d y x b 收稿日期:修回日期:基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(N o C X P T )S u p p o r t e db yt h eN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fS h
4、 a a n x iP r o v i n c e(N o C X P T )通信作者:李艳奎,教授 E m a i l:y a n k u i l i t m u e d u c n;赵四海,教授 E m a i l:s i h a i z h a o x j t u e d u c n网络出版地址:h t t p:/k n s c n k i n e t/k c m s/d e t a i l/R h t m l()H i s t o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f e l a s t a s e i n d u c e dm
5、o u s ea b d o m i n a l a o r t i ca n e u r y s mi nr e g r e s s i o ns t a g eL IM e n g,L I U H a o l e,WE IP a n p a n,L IK e x i n,WU H a i b i n,HOU H a i w e n,L I UE n q i,L IY a n k u i,Z HAOS i h a i(D e p a r t m e n to fV a s c u l a rS u r g e r y,T h eS e c o n dH o s p i t a l o fT
6、i a n j i nM e d i c a lU n i v e r s i t y,T i a n j i n ;L a b o r a t o r yA n i m a lC e n t e r,X ia nJ i a o t o n gU n i v e r s i t yH e a l t hS c i e n c eC e n t e r,X ia n ,C h i n a)A B S T R A C T:O b j e c t i v e T od e t e r m i n e t h e t i m epo i n tw h e npo r c i n epa n c r e
7、 a t i c e l a s t a s e(P P E)i n d u c e da b d o m i n a la o r t i ca n e u rys m(AAA)r e a c h e s t h er egr e s s i o nph a s e i nm i c ea n do b s e r v et h eh i s t o l ogi c a l c h a r a c t e r i s t i c so fAAAi nr egr e s s i o nph a s e M e t h o d s AAA sw e r e i n d u c e dbyt r
8、a n s i e n t i n t r a l u m i n a l i n f u s i o no fP P Ei nC B L/Jm i c e T h ed i a m e t e r so f t h em o u s ea b d o m i n a la o r t a sw e r em e a s u r e db e f o r eP P Ei n f u s i o na n ds a c r i f i c et i m e,d ay f o rAAApr ogr e s s i o nph a s eo rd ay f o r r egr e s s i o n
9、ph a s ea f t e rP P Ei n f u s i o n,r e spe c t i v e ly T h eh i s t o l ogi c a l c h a r a c t e r i s t i c so ft h ea n e u rys ml e s i o n s i t eo nd ay a n dd ay a f t e r s u rge ryw e r ec o mpa r e da n da n a lyz e d R e s u l t s T h ed i a m e t e r s o ft h ea b d o m i n a l a o r
10、 t a sw e r es ign i f i c a n t lyi n c r e a s e di nb o t hd ay a n dd ay a f t e rP P Ei n f u s i o ngr o ups(d i a m e t e rgr o w t hr a t e a n d ,r e spe c t i v e ly)a s c o mpa r e dt ot h eb a s e l i n ed i a m e t e r s I nt h ed ay gr o up,t h e i n f u s e da o r t a s s h o w e d ty
11、 pi c a lAAAc h a r a c t e r i s t i c s,s u c ha s e l a s t i nb r e a k/d egr a d a t i o n,m e d i a l s m o o t hm u s c l ec e l l sd epl e t i o n,a n di n f l a mm a t o ryc e l l d i f f u s e d i n f i l t r a t i o n I nt h ed ay gr o upa f t e rP P Ei n f u s i o n,a l t h o ught h ea r
12、 t e ryd i a m e t e rd i dn o t c h a nges ign i f i c a n t lya s c o mpa r e dt ot h ed ay gr o up,h i s t o l og ys h o w e dt h a t e l a s t i nw a spa r t i a l lyr epa i r e d,n e ws m o o t hm u s c l ec e l l sw e r ea d d e dt ot h ed a m age da o r t am e d i a,t h ei n f i l t r a t e d
13、i n f l a mm a t o ryc e l l sw e r es ign i f i c a n t lys u b s i d e d,a n dt h ea d v e n t i t i an e o v a s c u l a r i z a t i o nw a sr e d u c e d,s h o w i ngas ign i f i c a n t f e a t u r eo f t h ed i s e a s er egr e s s i o nph a s e C o n c l u s i o n I nt h eP P E i n d u c e dm
14、 o u s eAAA m o d e l,d ay a f t e rs u rge ryi sa nap pr opr i a t et i m epo i n tf o ro b s e r v i nga n e u rys mr egr e s s i o n,a n dt h eh i s t o l ogi c a l c h a r a c t e r i s t i c so f t h er egr e s s i o na r eo b v i o u s K E Y WO R D S:a b d o m i n a l a o r t i ca n e u rys m;
15、r egr e s s i o n;e l a s t a s e;m o u s e;h i s t o l og y西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版各种危险因素损伤腹主动脉中膜后,引起血管形态不能维持,可造成局部性血管扩张,当动脉直径扩张超过正常血管直径的 时,可诊断为腹主动脉瘤(a b d o m i n a l a o r t i ca n e u r y s m,AAA).通过腹主动脉瘤临床样本的组织学观察发现,动脉瘤病变部位可见明显的炎症细胞浸润、中膜弹
16、力纤维进行性破坏(断 裂/退 变)、平 滑 肌 细 胞(s m o o t h m u s c l ec e l l,S MC)的耗竭和细胞外基质降解等 .尽管近年来在AAA研究中取得了许多重要进展,但其具体的发病机制仍未完全阐明,目前尚未建立AAA的药物预防或治疗方法,血管内介入治疗方法是目前的主要治疗手段.因此,基于临床问题导向,通过建立合适的动物模型,模拟AAA发病的全过程,加强实验研究并开发新的治疗策略是AAA研究领域的重点.猪胰弹性蛋白酶(p o r c i n ep a n c r e a t i ce l a s t a s e,P P E)手术灌注法和血管紧张素(a n g i
17、 o t e n s i n,A n g)输注法是最常用的两种AAA造模方法 .以往用P P E在小鼠诱导AAA,通常都是将血管直径扩张至平台期(通常为术后 d)的时间点作为取材时间点,这个时间点动脉瘤已经形成,炎症特征明显 .以前认为AAA患者的囊状瘤体的消退通常发生在腔内手术修复以后,药物治疗可加快该进程.但在临床上也发现了AAA患者的动脉瘤瘤体自行消退的现象,这暗示AAA患者在疾病的早期阶段,适当控制危险因素后,如果再辅以药物治疗可能得以恢复,不用再进行手术干预 .尽管AAA的自行消退比较少见,但该种病例也暗示了通过干预AAA的病程来减缓或抑制该病是可行的,研究AAA消退的可能机制是十分
18、必要的.然而,呈现AAA消退的动物模型仍较少,这成为实验室研究AAA消退的一个瓶颈.我们在前期研究中也发现,在P P E诱导的小鼠AAA模型中,灌注段血管直径在术后持续增扩张,d后基本到达平台期.随着时间延长,术后 d,动脉瘤病变部位在组织学上有炎症消退迹象,但和 d相比差异不显著.本研究中,利用我们实验室建立的AAA小鼠模型,通过观察其造模后的疾病进程至术后 d,确定观察AAA消退的合适时间点,为AAA消退相关研究提供了动物模型支持.材料与方法实验动物 周龄的S P F级雄性C B L/J小鼠由西安交通大学医学部实验动物中心提供,手术造模后分为两组,术后 d取材组(n)和 d取材组(n).动
19、物术前和术后均在西安交通大学医学部实验动物中心饲养 使用许可证:S Y X K(陕),本研究符合西安交通大学医学部实验动物伦理指南,并经实验动物管理委员会批准(批准号:N o ).实验试剂P P E购自S i g m a公司(C a t:E ).苏木素伊红(H&E)染液购自武汉赛维尔生物科技有限公司(C a t:G ).C D 一 抗(标 记 巨 噬 细 胞;C a t:)、C D 一抗(标记C D T细胞;C a t:)、C D 一抗(标记C D T细胞;C a t:)、C D R一抗(标记B细胞;C a t:)和C D 一抗(标记内皮细胞,显示血管外膜新生血管;C a t:)均为大鼠抗小鼠
20、,购自B i o l e g e n d公司.羊抗小鼠平滑肌细胞一抗(C a t:N B )购自N o v u sB i o l o g i c a l s公司.羊抗小鼠基质金属蛋白酶(m a t r i x m e t a l l o p r o t e i n a s e s,MMP)一抗(C a t:A F )和MMP 一抗(C a t:A F )购自R&DS y s t e m s公司.生物素标记的兔抗羊二抗(C a t:B A )、羊抗大鼠二抗(C a t:B A )和A E C显色剂(C a t:S K )购自V e c t o rL a b o r a t o r i e s公司
21、.链霉亲和素辣根过氧化物酶偶联物(C a t:)购自J a c k s o nI mm u n o R e s e a r c hL a b o r a t o r i e s公 司.冷 冻 包 埋 剂O C T(C a t:)购自S AKUR A公司,其他试剂均为国产分析纯,弹力纤维染液为国产相关试剂配制.实验仪器与软件移动式手术显微镜(型号:YAN A,上海玉研);显微镜照相机(型号:P r o S L i t e,麦克奥迪);冰冻切片机(型 号:F S ,瑞 沃 德);生 物 显 微 镜(型 号:E ,N i k o n);生 物 显 微 镜 照 相 机(型 号:D P ,O l y m
22、 p u s)和图像分析软件(W i n R o o f,M i t a n i,日本).P P E诱导的腹主动脉瘤模型将待手术小鼠在麻醉机预麻醉盒中麻醉,然后转移至手术台持续吸入异氟烷麻醉.小鼠仰卧位固定,腹部手术区域脱毛后碘酒消毒,沿腹中线打开腹腔,钝性分离和暴露腹主动脉,结扎分支血管.动脉腔内持续输注P P E溶液m i n,缝合血管切口,关闭腹腔.待动物恢复后,放回饲养室饲养观察,.血管直径测量打开腹腔后,给术前腹主动脉拍照,记为基础血管直径.动物观察结束,二氧化碳安乐死后立即打开腹腔,暴露腹主动脉,拍照并用图像软件测量血管直径,记为取材时间点血管直径.腹主动脉直径扩张在期李濛,刘浩乐
23、,魏盼盼,等弹性蛋白酶诱导的小鼠腹主动脉瘤消退期组织学特征观察本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版 以上可诊断为AAA形成.取材与组织学观察分别在P P E灌注后 d和 d安乐死小鼠,取病变段腹主动脉,O C T包埋,冰冻切片机连续切片(m).组织切片进行H&E染色,弹力纤维染色和免疫组织化学染色,.血管中膜平滑肌细胞耗竭、弹力纤维染降解和巨噬细胞浸润的组织学评分按以前报道的方法进行,.弹力纤维层降解从轻度到重度分为个等级.级:弹力纤维层破坏仅局限于一层弹力纤维;级:损伤涉及两层或全部,但仅限于/血管;级:损伤涉及所有
24、弹力纤维层,但仅限于/以下血管;级:损伤涉及所有弹力纤维层并延伸至/以上血管.S MC的耗竭和巨噬细胞浸润程度,可根据损伤/浸润的面积和部分分为个级别.级:损伤/浸润仅涉及一层血管平滑肌;级:损伤/浸润涉及两层或全部,但总面积少于/血管;级:损伤/浸润涉及/到/血管面积;级:损伤延伸至/以上血管面积.显微镜下计数动脉瘤病变部位横切面T细胞阳性细胞数、B细胞染色阳性细胞数和外膜新生血管数,软件计算MMP 和MMP 阳性着色面积,分析病变组织学特征 .统计学处理采用P r i s m进行统计学数据分析.计量数据以均数标准差表示,有序数据(组织学评分数据)以中位数和四分位数间距表示.计量数据先进行正
25、态性检验和方差齐性检验,正态分布或近似正态分布数据,两组均数比较用t检验,不同时间点血管直径数据比较采用双因素(观察时间和手术)方差分析.对于不符合正态分布或方差不齐的数据采用非参数M a n n Wh i t n e y检验,P 为差异有统计学意义.结果P P E输注后 d和 d腹主动脉扩张情况的比较在麻醉状态下,打开小鼠腹腔,结扎腹主动脉分支血管,在肾动脉和髂总动脉间腹主动脉段输注P P E溶液m i n,可见输注段血管稍膨胀(图 A).手术结束后的第 天和第 天分别取材,测量腹主动脉直径.术前腹主动脉血管直径为()mm,术后 d直径扩张到()mm,术后 d直径扩张到()mm,术后 d和术
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