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研究背景:急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)是发病率和死亡率极高的心血管疾病,严重危害着人类健康。其是以冠状动脉粥样硬化斑块破裂或糜烂,继发完全或不完全闭塞性血栓形成为病理基础的一组临床综合征。易损斑块破裂是ACS发生最重要的始动环节,近年来大量研究证实各种因素所致的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)激活,导致细胞外基质降解是导致易损斑块破裂的主要原因之一。
新近大量研究发现酸性鞘磷脂酶(acid sphingomyelinase,ASMase)与动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的发生发展密切相关。ASMase通过水解鞘磷脂(Sphingomyelin)生成神经酰胺(Ceramide),诱导平滑肌细胞凋亡,增加低密度脂蛋白的相互聚集,促进泡沫细胞的形成等病理变化,参与了AS发生发展的多个环节。但目前尚无文献报道其是否通过影响斑块的稳定性,从而在ACS的发病过程中起着重要作用。MMPs的激活与斑块的稳定性密切相关,而最新研究发现ASMase可能介导了炎症因子刺激的MMPs过表达过程,因此本研究首先在临床ACS患者中探讨ASMase与其发病的相关性,在此基础上,再从细胞水平进一步研究ASMase是否通过介导MMPs的过表达从而影响斑块的稳定性,最终导致ACS的发生。
第一部分血浆ASMase活性,Ceramide水平与冠状动脉粥样斑块稳定性研究
目的:探讨ASMase活性,Ceramide水平与冠状动脉粥样斑块稳定性之间是否相关。
方法:共纳入212名冠心病(coronary artery disease,CAD)患者及52名健康体检者,所有研究对象分为三组,急性冠脉综合征组(ACS)114名,稳定型心绞痛组(SAP)98名和正常对照组(Contro1)52名。采用化学发光法检测血浆中Sphingomyelin水平;采用高效液相色谱法(high-performance liquid chromatographic assay, HPLC)检测血浆中ASMase活性;采用质谱-液相色谱联用分析法(LS-MS)检测血浆Ceramide水平;采用酶联免疫法(ELISA法)检测血浆中MMP-9,肿瘤坏死因子alpha(tumor necorsis factor alpha,TNF-α)水平。比较不同类型冠心病及正常对照组血浆中ASMase活性,Sphingomyelin,Ceramide,MMP-9,TNF-α水平变化,并进行相关性分析。
结果:
(1) ACS组与SAP组患者血浆Sphingomyelin水平高于正常对照组(P<0.01),但ACS组血浆Sphingomyelin水平与SAP组相比,无统计学差异(P>0.05)。
(2) ACS组与SAP组患者血浆ASMase活性、Ceramide水平高于正常对照组(P<0.05),且ACS组高于SAP组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
(3) ACS组患者MMP-9水平高于SAP组与正常对照组(P<0.05),而SAP组血浆MMP-9水平与正常对照组相比无统计学差异(P>0.05)。
(4) ACS组与SAP组患者血浆TNF-α水平高于正常对照组(P<0.05),且ACS组高于SAP组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
(5) ACS患者血浆ASMase活性与血浆Ceramide水平相关,且二者均与MMP-9,TNF-α水平相关,与Sphingomyelin水平无关。
结论:
血浆ASMase活性,Ceramide,MMP-9及TNF-α水平与冠状动脉粥样斑块的稳定性相关,测定血浆ASMase活性有助于确定具有不稳定斑块的ACS高危人群。
第二部分ASMase介导TNF-α诱导的巨噬细胞MMP-9表达
目的:探讨ASMase是否介导了TNF-α诱导的巨噬细胞MMP-9表达。
方法:
(1)研究TNF-α处理对巨噬细胞酸性鞘磷脂酶(acidsphingomyelinase,ASMase),MMP-9表达及Ceramide水平的影响。实验分组:对照组和不同浓度的TNF-α组(用含10ng/ml,30ng/ml,100ng/mlTNF-α的培养液孵育巨噬细胞24h)。采用Real-Time PCR及Western-blot法分别从基因及蛋白水平检测ASMase,MMP-9表达,用LS-MS法检测Ceramide水平。
(2)研究ASMase抑制剂desipramine预处理对TNF-α诱导巨噬细胞MMP-9表达及Ceramide水平的影响。实验分组:空白对照组:用含1%小牛血清的高糖DMEM培养液孵育巨噬细胞24h; TNF-α组:用含100ng/ml TNF-α的培养液孵育巨噬细胞24h;+desipramine组:用5μMdesipramine(ASMase抑制剂)孵育细胞120min后,加入终浓度为100ng/ml的TNF-α培养液孵育巨噬细胞24h,采用Real-Time PCR及Western-blot法分别从基因及蛋白水平检测MMP-9表达,用LS-MS法检测Ceramide水平。
结果:
(1)TNF-α(10ng/ml,30ng/ml,100ng/ml)呈浓度依赖性地增加ASMase,Ceramide的水平及MMP-9的表达。
(2)与对照组相比,TNF-α(100ng/ml)处理巨噬细胞24 h显著升高细胞Ceramide水平(P<0.05),上调MMP-9的表达(P<0.05),ASMase抑制剂desipramine预处理可显著抑制TNF-α的上述作用(P<0.05)。
结论:
ASMase介导了TNF-α诱导的MMP-9表达,ASMase可能通过激活MMP-9,降低斑块稳定性,导致ACS的发生。