心瓣膜瓣区流场中机械应力对瓣膜及其辅助装置作用机理的研究

Valular disease is very prevalent in our country. Our prophase study confirmed that mitral valve illness is not only associated with rheumatic factors in progressive damage but is also closely related with the flow uniformity degradation. Recently some phenomenon have been identified in aortic valve studies, still under research, which conclude that harmful mechanical stress can alter the valvular hemodynamics. The shear stress can lead to valvular remodeling and damage. The research of large blood vessels is mainly related to G protein (especially CXCR7 receptor) mediated signaling pathway. The CXCR7 receptors are present in cardiac valves, muscle, blood vessels and tissues. Shear stress causes G protein and flow field of the stress in heart valve lesion zone damages the valve auxiliary valve apparatus and there is a correlation between the degree of space and time i.e. the damage is proportional to the amount and duration of the shear stress.2）The damage level of the heart valve components and auxiliary apparatus are related to the valve area mechanical stress distribution and size. This stress triggers G protein and protein kinase mediated signal transduction pathways.We will verify hypotheses through animal and clinical experiments in order to reveal the preliminary mechanisms involved in case of presence of sheer stress and its effects on the cardiac valves and their auxiliary apparatus .Thus we may provide some innovative ideas in treatment of valvular heart disease and reasonable choice for clinical surgical methods.

心瓣膜病在我国是一种十分常见的疾患, 我们的前期研究证实：二尖瓣病变除与风湿因素有关外，其进行性损害还与瓣区血流动力学紊乱所导致的流场均匀性恶化以及有害机械应力的作用密切相关，主动脉瓣的一些研究中亦发现此现象，但尚未对其进行深入探讨，而大血管方面的研究证实机械应力可导致血管重构及损伤，主要与G 蛋白所介导的信号传导通路有关，鉴于 CXCR7 受体在心瓣膜、心肌、血管和组织细胞中均有表达，并参与 G 蛋白和蛋白激酶介导的组织重构，因此我们推测：病变心瓣膜瓣区流场中机械应力大小与分布对瓣膜及其辅助装置造成的损害程度具有空间和时间相关性；心瓣膜元件及其辅助装置损害程度与瓣区机械应力大小、分布及其所触发的 G 蛋白和蛋白激酶介导的信号转导途径有关。我们将通过动物实验与临床研究求证上述假说，以初步揭示瓣区流场中机械应力对瓣膜及其辅助装置作用的机理，为心瓣膜病的防治提供新思路、新靶点,为临床提供参考。

关于心瓣膜瓣区流场中机械应力对瓣膜及其辅助装置作用机理的研究是近年来心血管血流动力学研究的新领域，目前研究认为瓣区流场中有害机械应力是导致二尖瓣、主动脉瓣损害，甚至是血管及心肌重构的重要原因。有研究表明，心瓣膜等组织发生的应力应变性改变与广泛分布于这些组织中的CXCR7受体，及其所参与的G蛋白和蛋白激酶介导的信号转导途径有关。.我团队从：（1）病变心瓣膜瓣区流场中机械应力大小及分布对瓣膜及其辅助装置造成的损害程度具空间及时间相关性；（2）心瓣膜元件及其辅助装置的损害程度与瓣区机械应力的大小、分布及其所触发的G蛋白和蛋白激酶介导的信号转导途径有关，这两个方向出发，通过建立动物模型、多普勒超声检测瓣膜瓣区流场均匀性、对心脏瓣膜组织进行病理组织观察及分子生物学检测等，对心瓣膜瓣区流场中机械应力对瓣膜及其辅助装置作用机制进行研究。.研究发现：（1）证明TSS是导致瓣膜进行性损害的重要因素之一，且CXCR7在该过程中起关键作用：A.4种模型（MS、MR、AS及AR）均能真实客观地模拟人体在这四种病理状况下的血流动力学状况；B.在心瓣流场中，TSS大小与空间分布与心瓣膜的损害程度及空间位置有相关性；C.MS、AS、AR流场中承受TSS较高的部位CXCR7高表达，且瓣膜病理损害严重，而承受TSS较低的部位CXCR7表达较低，且相应瓣膜病理损害较轻；（2）G蛋白信号通路参与了TSS对心脏瓣膜内皮细胞的信号转导；.该研究结果为心脏瓣膜疾病的防治提供新思路、新靶点，将有助于心瓣膜与大血管疾病的早期预防，为部分潜在疾病患者避免心血管外科手术创造可能。同时，该研究结果为进一步研究心瓣膜内皮细胞对TSS相关信号转导途径及引起损害相关因子提供了可靠依据，为临床医师手术时机与方式的正确选择、瓣膜辅助装置的处理、新型人工心脏瓣膜优化设计等提供重要参考数据。.本项目内发表期刊论文10篇，其中SCI收录论文2篇，国内期刊4篇，另有4篇SCI已投，目前外审修改后待刊；参加国际/国内会议大会交流5次；获云南省科学技术进步奖特等奖、云南省科学技术进步奖三等奖，以及云南省卫生科技成果奖三等奖，培养15名博士/硕士研究生。