剪切应力诱发颈动脉粥样硬化斑块破裂和远端栓塞及其调控Nox家族表达的研究

颈动脉狭窄严重程度和动脉粥样硬化（AS）斑块破裂是颈动脉AS狭窄患者引起缺血卒中的主要原因。颈动脉AS斑块的不稳定性机制尚不明确。我们前期动物实验中，发现一定的血流动力学模式与颈动脉斑块破裂及远端颅内栓塞关系较密切。本研究拟建立颈动脉AS小猪模型，在AS斑块形成过程中，血管内途径获取局部颈动脉内皮细胞。采用三维血管造影、超声多普勒结合计算流体力学模拟技术，分析引起AS斑块破裂和远端栓塞的血流动力学特征。定量RT-PCR、Western-blotting和免疫组化方法，探讨震荡剪切力调控内皮细胞NADPH氧化酶家族及p38MAPK和NF-kB信号通路变化以及促进易损AS斑块破裂和远端栓塞的机制。不同剪切力体外作用内皮细胞，进一步siRNA沉默特定的Nox基因，验证上述发现的特定血流动力学模式引起内皮功能失调的机制。阐明颈动脉斑块破裂的生物力学和分子机制，确定颈动脉AS患者卒中风险的预测策略。

脑卒中是中国人群首位死亡原因，75%-85%的卒中为缺血性。颅内外动脉粥样硬化性狭窄发生急性闭塞，以及动脉粥样硬化斑块和心源性栓子脱落至颅内血管，是引起缺血性卒中的主要原因。. 本项目采用高脂高胆固醇饮食联合手术部分结扎颈动脉的方法，成功建立了具有易损斑块特征的小猪颈动脉粥样硬化模型，病理学证实3个月后在小猪颈动脉形成动脉粥样硬化斑块，并且发现斑块破裂可以在颅底微血管网内产生远端栓塞。计算流体力学模拟技术分析证实了血流剪切力和动脉粥样硬化斑块形成的关系。发现核磁共振和正电子发射断层扫描(PET) CT技术可识别小猪模型的易损动脉粥样硬化斑块。Western-blot和免疫组化技术，发现NADPH氧化酶(NOX) 4和NOX5的表达与动脉粥样硬化斑块的破裂和薄纤维帽等易损性特征有一定关系，也发现小猪模型动脉粥样硬化斑块中基质金属蛋白酶-9的高表达与斑块内出血和显著新生血管两种易损性特征有关。发现核磁共振增强扫描后斑块强化与显著新生血管形成相关；发现PET氟代脱氧葡萄糖(FDG)摄取在动脉粥样硬化进展过程中持续增加，PET FDG高摄取信号反映动脉粥样硬化病变的炎症反应状态。. 我们对所建立的小猪模型采用超声多普勒和三维旋转颈动脉数字血管造影检查，发现模型颈动脉直径与人大脑中动脉相接近，从血管解剖学、组织病理学和影像学研究表明该模型是可用于介入治疗研究的猪动脉粥样硬化模型。初步研究进一步发现，在小猪模型动脉粥样硬化的颈动脉植入临床应用的Wingspan颅内支架，1个月后支架内发生约25%再狭窄，PET CT发现支架内再狭窄部位的血管FDG摄取增加，提示炎症在支架内再狭窄的发生中起着一定作用。. 本研究结果在大动物模型上揭示血流剪切力引起动脉粥样硬化斑块形成及破裂的作用，以及NOX4和NOX5与易损性动脉粥样硬化斑块的关系，为进一步确定NOX作为防治动脉粥样硬化斑块破裂的靶点提供一定依据。此外，也为下一步基于此动物模型探讨颅内支架植入后支架内再狭窄的炎症机制奠定基础。. 相关研究成果已在美国神经介入外科学会官方期刊Journal of NeuroInterventional Surgery发表2篇论著及国内核心期刊1篇，多次在国际卒中大会进行交流，5篇会议摘要发表在Stroke杂志，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，培养4名研究生。