MR成像检测动脉粥样硬化及心肌缺血梗死组织中Tenascin-C蛋白表达的实验研究

Targeted molecular imaging to detect the pathological and biological process of atherosclerosis and acute infarction of myocardium in vivo, are considered to be important in clinical utilization. This research group have been years study of MR molecular imaging in atherosclerosis, and have successed in MR targeted imaging for endothelium progenitor cells(EPCs), macrophages, low-density lipoprotein(LDL) and the proliferated vascular smooth muscle cells(VSMCs). Tenascin-C(TN-C) is the attractive molecular imaging biomarkers for study the pathological and biological process of atherosclerosis and the infarction of myocardial, because it is a matricelluar protein and typicaly upregulated under the atherosclerotic plaque rupture and acute myocardial infarction. Therefore, based on the previous research work, this research project is desinged to develop the typical Fe2O3/DMSA-TN-C antibody MR imaging probe that bind to TN-C, and to performe the in vitro and in vivo MR imaging study for the express of TN-C respectively in atherosclerosis rabbits model and in the acute myocardial infarction rabbits model.We wish for make the basic research to visualize the expression of TN-C in the formation process of atherosclerostic plaque and myocardium infarction in vivo, and to improve the diagnosis and clinical targeted treatment for the cardiovascular disease.

实现对动脉粥样硬化及急性心肌梗死发生、发展的共同的或相关的病理及分子生物学靶向成像检测，提高动脉粥样硬化及急性心肌缺血梗死发生、发展的早期诊断水平，是医学影像学重要的研究内容。本项目组开展MR靶向动脉粥样硬化成像研究多年，已经证实了MR靶向内皮祖细胞、巨噬细胞、LDL及合成型VSMCs的可行性。TN-C是动脉粥样硬化易损伤斑块及急性心肌缺血梗死组织中特异性高表达的糖蛋白，是研究动脉粥样硬化易损斑块与急性心肌缺血梗死发生、发展相关性的理想靶点。本项目拟以TN-C为研究靶点，制备特异性Fe2O3/DMSA-TN-C抗体探针。分别建立兔动脉粥样硬化模型及兔急性心肌缺血梗死模型，分别开展MR靶向成像检测动脉粥样硬化斑块及急性心肌缺血梗死组织中TN-C表达的研究。以期实现动脉粥样硬化斑块与急性心肌缺血梗死TN-C表达的在体MRI检测实验研究基础，促进对动脉粥样硬化及急性心肌梗死的早期靶向防治水平。

开展对动脉粥样硬化与急性心肌梗塞发生、发展的相同或相关的病理及分子生物学信息的靶向分子成像的研究,具有重要的临床及学术研究价值。本课题研究，首先免疫组化法检测了动脉粥样硬化斑块及急性心肌梗死组织中Tenascin-C的表达；其次，通过制备靶向动脉粥样硬化斑块及心肌梗死组织中特异性Tenascin-C蛋白表达的探针，分别对ApoE基因敲除小鼠动脉粥样硬化模型及小鼠急性心肌梗死模型进行了7.0TMR靶向成像的实验研究。研究结果显示：（1）随着动脉粥样硬化斑块的形成，Tenascin-C蛋白在斑块中的表达逐步增加，与MMP表达同步提高；免疫荧光显示Tenascin-C蛋白表达主要在梗死区域心肌细胞周围间质表达，Tenascin-C蛋白表达量与基因表达水平一致，梗死5d时蛋白荧光强度最强。(2) 靶向动脉粥样硬化斑块的探针组信号改变较对照组明显降低 (16w: -15.65 ± 0.78% vs. -3.43 ± 2.57%; 24w: -26.38 ± 1.54% vs. -11.12 ± 1.60%, P<0.05)。并且在靶向探针组中，24w时斑块的信号改变率较16w亦明显降低（P<0.05）。免疫组化染色显示Tenascin-C蛋白表达随着斑块的进展表达逐步升高，与MR图像斑块信号改变程度相一致。普鲁士蓝染色显示探针组斑块内较多蓝染颗粒，而对照组则极少。靶向Tenascin-C纳米探针通过体循环能特异性结合梗死心肌间质中的TN-C蛋白，明显降低磁共振图像上的信号，心肌梗死3d磁共振图像CNR为（6.51±1.13），5d为（14.06±3.19），7d为（6.24±2.27）以及对照组（1.42±0.15），梗死5d时信号改变最强，组间磁共振图像信号差异具统计学意义（F =14.897，p＜0.01）。研究认为SPIO-anti-TN-C探针能够高效靶向结合动脉粥样硬化斑块及急性心肌梗死组织中表达的TN-C蛋白，7.0T MRI信号变化显著，可为临床动态监测动脉粥样硬化斑块及急性心肌梗死组织的病理及生物学变化过程提供新的生物学信息。