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血流动力学在动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)的形成中起到了重要的作用,已经发现,AS多发生于血管分叉处或血管弯曲处等血流剪切力变化较大的部位。剪切力是血流动力学中较为重要的一个力学参量,它平行于管壁,在血流与内皮细胞之间产生摩擦力。Cheng等人用单楔形套管模型研究发现,低剪切力(<4dyn/cm2)和震荡剪切力可以诱导AS斑块的形成,而高剪切力(10-70dyn/cm2)可以对抗AS发展,对血管起到保护作用,但有学者对这一研究提出了质疑。基质金属蛋白酶(Matrix Metal loproteinases, MMPs)是一类依赖锌离子的蛋白酶家族,可分解细胞外基质,有研究表明,剪切力可以调控MMPs的活性,MMP-1可以降解Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维,减少纤维帽的厚度,增加斑块的易损性,基质金属蛋白酶组织抑制因子(Tissue inhibitor of metalloproteinase-1, TIMP-1)是MMP-1的主要抑制,而MMP-1与TIMP-1的相互作用与血流剪切力在AS的发生发展中的作用尚无人研究。本实验将使用一种新型的套管,最大限度的模拟斑块形成致管腔狭窄后所受剪切力的情况,分时段观察套管内及其上下斑块的变化,研究剪切力影响动脉粥样硬化与MMP-1/TIMP-1之间的关系,阐明不同剪切力与动脉粥样硬化斑块稳定性之间的关系。[研究目的]用双楔形套管模拟斑块形成致管腔狭窄后所受剪切力的情况,研究剪切力与MMP-1/TIMP-1之间的关系及对动脉粥样硬化斑块稳定性的影响。[研究方法](1)15只实验兔普通饮食5天后,高脂饮食(120-140g/day)喂养5天后,用3.5-4.Omm的球囊经股动脉拉伤15只兔腹主脉并开腹在腹主动脉肾动脉开口下2cm,放置双楔形套管致腹主动脉缩窄,普通饲料喂养至16周。(2)在2周、16周分别取耳中央动脉血,测血清中血脂含量；测血压。(3)行腹主动脉体表超声,测出套管上下及套管内五个点的最大血流速度Vmax和收缩末期血管内径Dmax,利用公式τ(dyn/cm2)=4Vmax·η/Dmax,计算兔腹主动脉血流剪切力。(4)16周末对实验兔施行安乐死,4%甲醛体内灌注固定后并取材,制作冰冻切片,以油红0、抗α-actin抗体、天狼猩红和RAM-11分别染色斑块内的脂质、平滑肌、胶原纤维和巨噬细胞,计算各组织成分阳性信号占斑块面积的百分数和易损指数。用免疫组化技术检测MMP-1/TIMP-1的表达情况。(5)统计分析结果用均数士标准误表示,多个样本间两两比较采用Turker检验,两样本之间比较采用t检验,SPSS18.0进行统计分析,P<0.05为有统计学意义。所有做图均使用GraphPad Prim5.0。[结果](1)5只实验兔套管内形成了复合斑块,有大量的新生血管、钙质沉积及纤维帽破裂血栓形成。(2)基线水平及处死前TG值分别为0.97士0.21mmol/L、0.59士0.42mmol/L；TC值分别为3.14士0.37mmol/L、6.04士1.20mmol/L；HDL-C分别为0.90士0.11mmol/L、1.22士0.13mmol/L；LDL-C分别为1.43士0.18mmol/L、1.86士0.37mmol／L。实验结束时HDL-C水平增加,差异有统计学意义(P<0.05),其余三项差异均无统计学意义(P>0.05)。(3)套管上方为较低的低剪切力(33.77士3.19dyn/cm2),套管内为高剪切力,并且在套管最狭窄处剪切力最高(227.25士17.31dyn/cm2)。(4)套管上方易形成含较多巨噬细胞(6.43士0.94%vs1.25士0.56%)及较大脂质核心(37.62士7.32%vs37.38士4.94%)的AS斑块。而套管下方形成的斑块含有较多的平滑肌细胞(37.52士10.04%vs9.55士2.76%)和胶原纤维(43.74士10.29%vs15.03士7.23%)；MMP-1/TIMP-1在套管上方、套管下方及套管内的表达无差异。[结论](1)双楔形套管可以诱导兔形成复合斑块,斑块破裂出血率达到50%。(2)本实验成功的在兔腹主动脉相邻区域构建出了不同的剪切力模型,为研究剪切力在动脉粥样硬化中的具体机制提供了新方法；(3)血流动力学因素是独立于血脂的影响动脉粥样硬化斑块易损性的因素,高剪切力不一定是动脉粥样硬化形成的保护因素；(4)在剪切力对动脉粥样硬化的影响中,MMP-1/TIMP-1在其中所起作用可能较弱。