血流剪应力调节细胞间粘附分子-1表达在冠脉搭桥术后再狭窄中的作用及机制研究

冠状动脉旁路移植术（CABG）后静脉桥再狭窄发病率高，缺乏有效的防治方法，是亟待解决的临床难题。前期发现，在小鼠静脉移植模型中，桥血管内皮细胞转录因子Egr-1和细胞粘附分子ICAM-1高表达，在静脉桥再狭窄过程中起重要作用。我们提出"血流剪应力激活Egr-1进而上调ICAM-1表达最终促进桥血管炎症导致再狭窄"的新假说。以Egr-1基因缺陷小鼠及ICAM-1基因缺陷小鼠为工具，利用平行板流动腔生物力学系统、实时定量PCR、免疫组化、EMSA及CHIPs分析明确血流剪应力上调静脉内皮细胞表达转录因子Egr-1；探讨ICAM-1对静脉桥血管炎症的早期作用；明确转录因子Egr-1调节ICAM-1表达的分子机制；并在人体CABG术后再狭窄静脉桥标本中，观察中Egr-1和CAM-1的表达及静脉桥血管壁炎症情况；阐明转录因子Egr-1调节ICAM-1表达在静脉桥血管炎症致再狭窄过程中的作用及机制。

静脉桥血管再狭窄影响冠状动脉旁路移植术(CABG)疗效，其机制尚不完全清楚，且缺乏有效的防治方法。研究结果显示，内皮功能失调是静脉桥血管再狭窄的始动环节，其导致的血管炎症反应是静脉桥血管再狭窄的重要因素。细胞间粘附分子1（ICAM-1）是血管炎症过程中重要的细胞因子，捕获并介导炎性因子积聚在血管壁不同层面上，加重桥血管炎症反应。早期生长反应因子-1（Egr-1）是一种锌指蛋白转录因子，对多种炎症因子有调控作用，但调节ICAM-1的机制尚不清楚。本课题假设Egr-1通过调控ICAM-1表达，加重血管炎症，促进再狭窄形成。本研究成功在Egr-1基因敲除小鼠及C57BL/6小鼠（WT小鼠）上建立下腔静脉-颈总动脉移植（vein graft）模型，采用病理学观察静脉桥血管再狭窄程度发现，与正常小鼠下腔静脉相比，Egr-1基因敲除小鼠及WT小鼠静脉桥血管均出现明显狭窄，但是Egr-1基因敲除小鼠静脉桥血管狭窄程度明显低于WT小鼠。免疫组化染色发现，Egr-1敲除小鼠静脉桥血管内皮细胞ICAM-1表达明显低于WT小鼠。运用RT-PCR、western-blot检测发现，Egr-1敲除小鼠静脉桥血管ICAM-1 mRNA及蛋白表达明显低于WT小鼠。运用RNA干扰技术构建靶向Egr-1基因RNAi慢病毒载体，成功找到一个高效抑制Egr-1表达的靶点，并成功转染人脐静脉内皮细胞（HUVEC）。体外实验发现，正常HUVEC受机械牵张刺激后，Egr-1 mRNA在10分钟后表达开始显著增加，于60分钟达到顶峰；Egr-1蛋白表达于刺激后90分钟达到顶峰；ICAM-1 mRNA和蛋白表达明显增加。而Egr-1减表达可抑制内皮细胞增殖活性并抑制ICAM-1表达。luciferase检测发现，Egr-1可与ICAM-1启动子区直接结合。此外，本研究收取了1例人再狭窄静脉桥血管，与正常大隐静脉相比，再狭窄静脉桥血管Egr-1和ICAM-1的mRNNA及蛋白表达均明显增加。综上所述，本研究发现，机械牵张力可刺激静脉桥血管内皮细胞增殖活性增加，促进Egr-1表达，Egr-1可通过直接调控ICAM-1表达，加重炎症反应，导致静脉桥血管再狭窄。课题组发表SCI论著1篇，核心期刊论著1篇，培养研究生3名。本项目研究成果可为发展新的防治静脉桥血管再狭窄治疗方法提供理论及实验依据。