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动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是我国发病率和致死率最高的心脑血管疾病之一,动脉粥样硬化斑块稳定性丧失导致的斑块破裂以及继发的急性血栓形成是心血管疾病中的重大事件。稳定性斑块向易损斑块转化是动脉粥样硬化引起急性冠状动脉综合症的最主要原因。而斑块内血管新生可能是诱发易损斑块形成的重要刺激因素,易损斑块内新生的微血管结构缺乏完整性,通常只由一层内皮细胞构成,因而不完整的微血管增加了血管通透性,成为脂质、巨噬细胞和单核细胞浸润斑块的主要通道,破坏了斑块的稳定性进而导致急性心脑血管疾病的发生。近年,研究证明斑块破裂主要发生在斑块近心端的高切应力区域,血管内切应力的改变是AS易损斑块形成的重要刺激因素,也是血管新生的重要调节因素。但是对于切应力如何调控血管新生的机制还不清楚。基于此,本文拟探究切应力引起易损斑块血管新生的力学和分子学机制,明确细胞分化抑制因子1(Inhibitor of differentiation-1,Id1)和膜型基质金属蛋白酶(Membrane-type matrix metalloproteinases,MT-MMPs)是否参与剪切力调控血管新生,进而为深入了解AS易损斑块的发生机制提供新的理论依据,为动脉粥样硬化疾病治疗提供新的靶点。本文主要研究内容和结论如下:第一部分:在体研究切应力对动脉粥样硬化易损斑块血管新生的影响(1)对Apo E-/-小鼠颈动脉进行套环结扎,形成血管局部狭窄,通过小动物超声技术检测狭窄血管两端的血流速率和血管直径,结果显示近心端的切应力高于远心端;扫描电镜观察血管内层结构,发现狭窄血管近心端内皮层有损伤,而远心端区域血管内皮细胞层比较完整。(2)小鼠颈动脉狭窄模型构建成功,并用高脂饲料喂8周后,核磁共振扫描检测发现狭窄处血管形成了明显的斑块,HE染色发现狭窄近心端血管内斑块阻塞情况严重,斑块内形成大量新生微血管,而远心端低切应力区仅有一定程度的内膜增生;Masson染色和VG染色表明高切应区易损斑块内胶原含量和肌纤维含量显著性下降。第二部分:细胞水平研究切应力对血管新生相关因子Id1、MT1-MMP(Membrane-type matrix metalloproteinase-1)、MT4-MMP(Membrane-type matrix metalloproteinase-4)的影响分别用5dynes/cm2、12dynes/cm2、25dynes/cm2的力加载人脐静脉内皮细胞6h后,荧光定量PCR、Western blot和细胞免疫荧光检测Id1,MTI-MMP,MT4-MMP的表达情况。结果发现高切应力25dynes/cm2会促进Id1,MTI-MMP,MT4-MMP的表达上调,而低切应力5dynes/cm2则会抑制其表达。第三部分:Id1调控MTI-MMP,MT4-MMP促进血管新生的机制研究(1)为了进一步的研究Id1与MTI-MMP,MT4-MMP的关系以及对血管新生的影响,慢病毒转染获得过表达Id1和干扰Id1的细胞株,RT-PCR和Western Blot检测发现过表达Id1会促进MT1-MMP、MT4-MMP的表达上调,干扰Id1的表达则相应的降低MT1-MMP、MT4-MMP的表达。(2)通过细胞划痕实验、基质胶侵袭实验和体外血管新生实验,发现过表达Id1能加速胞外基质的降解,增强细胞的迁移能力和大大提高内皮细胞血管新生能力,包括细胞形成管腔数量和管腔长度。上述研究进一步验证了Id1能调控MT1-MMP、MT4-MMP降解胞外基质来增强细胞迁移、侵袭能力,调控血管新生过程。