自发性高血压大鼠肠系膜微循环的改变及内皮细胞对血管钙化的调节作用研究

摘要

第一部分自发性高血压大鼠肠系膜微循环的改变
　　目的:
　　动态监测并定量分析不同周龄自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensiverats，SHR)肠系膜微静脉内白细胞流变特性、真毛细血管内红细胞流动速度、肥大细胞脱颗粒及微血管迂曲度的变化。
　　方法:
　　取3、8和13周龄的雄性SHR和Wistar大鼠，使用活体显微镜动态监测肠系膜微静脉中白细胞流变特性、真毛细血管内红细胞流速、肥大细胞脱颗粒及微血管迂曲度的变化。运用VasTrack自动测量系统对动态视频录像进行定量和分析。
　　结果:
　　(1)白细胞流变特性的改变:3周龄的SHR与Wistar大鼠的微静脉内白细胞滚动速度、滚动的白细胞数及微静脉内白细胞-内皮接触时间均无显著差异。然而，与同周龄的8周龄和13周龄的Wistar大鼠相比，SHR的微静脉内白细胞滚动速度明显加快（8周龄:72.73±36.12μm/s vs36.09±23.39μm/s，P＜0.01;13周龄:81.33±24.37μm/s vs35.89±11.37μm/s，P＜0.01），滚动的白细胞数明显减少（8周龄:41.38±21.79 cells/min vs60.83±28.87 cells/min，P＜0.01;13周龄:38.73±22.79 cells/min vs56.33±29.54 cells/min，P＜0.01），白细胞-内皮接触时间明显延长（8周龄:142.67±27.51 s/min·100μm vs116.24±17.33 s/min·100μm，P＜0.01;13周龄:327.29±56.44 s/min·100μmvs150.34±35.81 s/min·100μm，P＜0.01）。而且，随着SHR周龄的增大，微静脉内滚动的白细胞数逐渐增多、白细胞-内皮接触时间逐渐延长。(2)真毛细血管内红细胞流速:3周龄的SHR和Wistar大鼠的真毛细血管内红细胞流速没有显著的统计学差异。8周龄时，SHR的流速明显高于同周龄的Wistar大鼠（1402±684μm/s vs982±560μm/s，P＜0.01）。然而，13周龄时，SHR的流速又低于同周龄的Wistar大鼠（874±335μm/svs1153±617μm/s，P＜0.05）。(3)肥大细胞脱颗粒:3周龄的Wistar大鼠与SHR的肠系膜内，肥大细胞计数无统计学差异。对于8周龄和13周龄的大鼠，SHR的肥大细胞计数明显多于Wistar大鼠（8周龄:10.51±3.8 vs8.4±2.2，P＜0.01;13周龄:15.6±3.8 vs10.13±3.3，P＜0.01）。而且，8周龄和13周龄的SHR肠系膜内的肥大细胞明显要比3周的多。与同周龄的Wistar大鼠比，SHR肠系膜内脱颗粒肥大细胞的百分比都升高（3周龄:75％±14％ vs25％±18％，P＜0.01;8周龄:83％±9％ vs33％±8％，P＜0.01;13周龄:90％±4％ vs46％±20％，P＜0.01）。而且随着周龄增大，血压增高，SHR肠系膜内脱颗粒的肥大细胞比例也在增加。(4)微血管迂曲度:与同周龄的Wistar大鼠相比，3、8、13周龄的SHR肠系膜内微动脉迂曲度，均无统计学差异。而对于微静脉迂曲度，仅3周龄SHR比同周龄的Wistar大鼠迂曲度大（1.83±0.49 vs1.29±0.16，P＜0.01），其余周龄均无明显统计学差异。
　　结论:
　　随着高血压进展，白细胞滚动速度加快、滚动的白细胞数量减少、白细胞-内皮接触时间延长;真毛细血管的红细胞流速先代偿性增高、后失代偿而降低;微血管周围肥大细胞数量增加、脱颗粒细胞百分比增大;微血管的迂曲度增高主要发生于高血压早期的微静脉。
　　第二部分内皮细胞对自发性高血压大鼠主动脉平滑肌细胞钙化的促进作用及其机制的研究
　　目的:
　　探讨内皮细胞(endothelial cells，ECs)在自发性高血压大鼠(SHR)主动脉平滑肌细胞(smooth muscle cells，SMCs)钙化中的促进作用及其机制。
　　方法:
　　原代分离和培养8周龄的Wistar大鼠和SHR主动脉SMCs和ECs，并以形态学特征以及α-SMA和vWF免疫荧光鉴定。将每一种属的SMCs和ECs分为三组，分别用于共培养SMCs和ECs、以ECs的培养基条件培养SMCs、以及未进行任何处理的对照培养。6d后，以von Kossa染色和钙定量分析SMCs的钙沉积程度，以碱性磷酸酶(alkaline phosphatase， ALP)活力分析SMCs成骨样细胞表型转化程度，以Western blot分析BMP2、Runx2、Msx2、MMP-2、MMP-9、OPN、MGP在SMCs的表达水平变化，以及BMP2、MMP-2、MMP-9、OPN、MGP在ECs的表达水平变化情况。
　　结果:
　　(1)成功分离培养Wistar大鼠和SHR主动脉的SMCs(rat aortic smoothmuscle cells，RASMCs)和ECs（rat aortic endothelial cells，RAECs），经形态学和免疫荧光鉴定后，细胞无混杂，无其它细胞污染。(2)钙沉积改变:当RASMCs与RAECs共培养6d后，与对照组相比，SHR RASMCs的细胞外钙沉积明显增加（钙含量:58.38±7.95μg/mg protein vs24.30±3.22μg/mg protein，P＜0.01），用ECs培养基条件培养SMCs时，SHR RASMCs的钙化程度依然要比对照组高（钙含量:30.15±5.42μg/mg protein vs24.30±3.22μg/mg protein，P＜0.01），而WistarRASMCs在共培养和条件培养时均无统计学意义的变化。(3)ALP活力的改变:当RAECs与RASMCs共培养6d后，SHR RASMCs的ALP活力明显高于对照组（106.28±16.63 unit/mg protein vs75.87±6.06 unit/mg protein，P＜0.01），而且当RASMCs用RAECs的培养基条件培养时，SHR RASMCs的ALP活力（86.73±9.15unit/mg protein)依然比对照组高（P＜0.05）。然而，共培养和条件培养的WistarRASMCs的ALP活力改变却无统计学意义。(4) BMP2、Runx2、Msx2的表达水平变化:共培养6d后，SHR RASMCs中BMP2、Runx2和Msx2的表达水平（相对于对照表达水平的倍数）显著高于Wistar RASMCs（BMP2:2.88±0.12 foldvs1.43±0.21 fold,P＜0.01;Runx2:1.76±0.09 fold vs1.26±0.08 fold,P＜0.01;Msx2:3.10±0.45 fold vs1.53±0.48 fold, P＜0.01）。而且当SHR RASMCs以SHR RAECs培养基进行条件培养时，这些蛋白的表达水平依然要比Wistar RASMCs高(BMP2:1.84±0.37 fold vs1.22±0.22 fold, P＜0.05; Runx2:1.39±0.02 fold vs1.07±0.13fold,P＜0.05; Msx2:1.94±0.34 fold vs1.26±0.19 fold,P＜0.01)。与SMCs共培养6d后，SHR RAECs中BMP2的表达水平也明显高于Wistar RAECs（3.03±0.52 fold vs1.19±0.29 fold，P＜0.01）。(5)MMP-2和MMP-9表达水平的变化:无论共培养还是条件培养，MMP-2和MMP-9在SHR RASMCs中的表达水平与Wistar RASMCs相比，差异无统计学意义。但在SHR RAECs的表达水平却明显高于Wistar RAECs（MMP-2:2.18±0.48 fold vs1.38±0.38 fold，P＜0.01;MMP-9:1.84±0.40 fold vs1.16±0.21 fold，P＜0.01）。(6) OPN和MGP表达水平的变化:当共培养6d以后，OPN和MGP在SHR RASMCs的表达水平明显高于Wistar RASMCs(MGP:3.13±0.51 fold vs1.51±0.37 fold,P＜0.01;OPN:1.91±0.16fold vs1.56±0.23 fold, P＜0.05)。而且它们在SHR RAECs的表达水平也明显高于Wistar RAECs(MGP:2.33±0.34 fold vs1.26±0.48 fold,P＜0.01;OPN:1.74±0.09fold vs1.28±0.32 fold,P＜0.05)。
　　结论:
　　本研究首次证实SHR RAECs具有促进SHR RASMCs钙化的能力。其促进作用是通过增强BMP2-Runx2和BMP2-Msx2信号通路中蛋白的表达来实现的。SHR RAECs分泌的MMP-2和MMP-9也参与了这一促进钙化的过程。而且代偿性增高的MGP和OPN不能阻断SHR RAECs对SHR RASMCs钙化的促进作用。

目录

摘要

第一部分 自发性高血压大鼠肠系膜微循环的改变

引言

材料与方法

实验结果

讨论

参考文献

第二部分 内皮细胞对自发性高血压大鼠主动脉平滑肌细胞钙化的促进作用及其机制的研究

引言

材料与方法

实验结果

讨论

参考文献

1．英文缩写词表及中文对照

2．已发表及待发表的文章

3．个人简介

致谢

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