分子超声成像动态评估动脉粥样硬化炎性损伤程度及血流动力学影响分析

动脉粥样硬化是发生于血管内皮的一种慢性炎性损伤病变，VCAM-1作为重要的炎性黏附分子，其表达水平与病变炎性损伤的程度密切相关。利用携带VCAM-1抗体的靶向超声微气泡能够检测血管内皮炎性损伤病变特异性分子表型，然而分子成像过程中，这种靶向微气泡的黏附作用及信号强度与病变炎性损伤程度之间的关系以及影响因素尚不明确。因此，本项目拟将在动物实验中，1）动态观察携VCAM-1单克隆抗体靶向微气泡对不同病变阶段的动脉粥样硬化斑块的黏附能力；2）采用分子超声成像技术检测特异性黏附微气泡的信号强度，探讨分子成像信号强度与VCAM-1表达水平、炎性损伤程度之间的相关关系；3）分析血流动力学因素（即剪切率）在分子超声成像过程中对微气泡信号强度的影响。为应用分子超声成像技术量化评估动脉粥样硬化病变炎症损伤程度提供理论依据及实验基础。

本研究采用生物素-亲和素桥接的方法成功构建了携带VCAM-1单克隆抗体的靶向微气泡造影剂，对建立的不同病变阶段（8W、16W、24W、32W）的动脉粥样硬化小鼠模型，分别采用超高频超声成像、活体实验动物荧光探测成像系统、分子超声造影成像技术以及组织病理学技术观察、评估各个病变阶段中APO-E基因敲除小鼠动脉粥样硬化病变程度以及炎性损伤程度。我们的研究结果表明：1）采用高脂饮食喂养Apo E基因敲除小鼠的方法能够观测到动脉粥样硬化病变的进展过程，采用高分辨率超声（30MHz）测量主动脉弓及无名动脉起始段管壁厚度，发现管壁厚度随着周龄的增加呈进行性增长，并且，小鼠的血脂以及主动脉斑块比例分析（H&E染色）均随着周龄的增加呈进行性增长；2）成功构建携带VCAM-1单克隆抗体的脂质微气泡，FITC荧光标记二抗证实VCAM-1单克隆抗体与微气泡的有效结合；离体实验研究采用荧光探测成像系统证实携VCAM-1单克隆抗体微气泡对动脉粥样硬化斑块的特异性粘附作用；3）分子超声成像过程中，8周龄ApoE（-/-）小鼠即可在主动脉成功检测到特异性粘附的携VCAM-1单克隆抗体微气泡，而且来自特异性微气泡的信号强度随着动脉粥样硬化斑块的进展呈上升趋势，该结果与最终的WB分析的主动脉VCAM-1的表达量以及反应主动脉单核炎性细胞浸润程度的MAC-2染色分析具有一致性的增长趋势。上述研究表明：利用携带VCAM-1单克隆抗体的脂质微气泡，分子超声造影成像能够实现活体评估动脉粥样硬化病变炎症黏附分子的表达水平，反映炎症损伤的程度。