心血管疾病是影响人类健康的常见疾病。其中冠状动脉粥样硬化性心脏病是其主要的致死致残性疾病,给患者、家庭、社会带来严重的经济和精神负担。冠状动脉粥样硬化性心脏病是由于冠状动脉粥样硬化斑块狭窄管腔及不稳定斑块破碎引起血栓阻塞血管引起的心肌缺血性疾病。由于冠状动脉粥样斑块及斑块不稳定的病理及发展机制不清晰,成为治疗和逆转动脉粥样硬化斑块的重要挑战。解决冠状动脉粥样斑块发生发展和不稳定化的分子机制和合适的治疗策略成为冠状动脉粥样硬化性心脏病研究中的重中之重。目前认为动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的产生和发展是多细胞多因子参与的血管内膜的慢性炎症。关于粥样硬化病理的假说包括:内皮损伤和脂质浸润学说、氧化学说、血栓形成学说、炎症学说、损伤反应学说、单克隆学说、同型半胱氨酸学说、精氨酸学及剪应力学说等。从大量冠状动脉粥样硬化性心脏病患者的冠状动脉的病理解剖发现:动脉粥样硬化病变多发生在血管分叉、开口和弯曲处,呈现局部高发的特点,很难用全身因素加以解释。这些部位的血流动力学特点是和全身是不一样的。这也提示我们:血流动力学特性的改变是导致动脉粥样硬化发生发展过程中不可忽略的重要高危因素。冠状动脉粥样硬化导致了什么样的血流动力学改变和其如何影响动脉粥样硬化病理过程的发生发展(科学问题一)。动脉血管处于这种异常的血流状态产生适应性保护反应和适应性加重反应。动脉血管内膜的内皮细胞是对这种异常血流状态最直接和最重要的反应元件细胞。如何筛查这样的适应性的保护性反应分子及其是否可以成为干预和逆转动脉粥样硬化斑块的靶标分子(科学问题二)冠状动脉的血流速度快、如何达到特异性的靶向递送适应性保护分子达到治疗效果是一个重要的工具问题,同时也是解决冠状动脉粥样硬化性心脏病靶向药物递送系统开发的工程难题(科学问题三)大量的文献报道,在冠状动脉粥样硬化病理情况下,异常的血流状态对于内皮细胞的功能和内膜下炎症稳态、内膜增生具有重要作用,同时介导内皮祖细胞、免疫细胞等归巢到动脉粥样硬化斑块下参与动脉粥样硬化斑块的病理进程。表达谱芯片是常用于高通量评价刺激因子对于细胞全面影响的评价工具,同时也在疾病的解析和靶标分子的筛选方面起着重要的作用。细胞自组装是利用正负电荷相互吸引和细胞表面带有负电荷的原理在细胞表面负载药物分子的工程学方法。我们根据以上的研究背景提出我们的科学假说“通过内皮祖细胞层层自组装适应性保护因子归巢到动脉粥样硬化组织达到逆转治疗动脉粥样硬化斑块”围绕这三个重要的科学问题和假设,基于以上研究背景我们拟展开以下三个方面进行深入的研究:一、动脉粥样硬化不稳定斑块异常血流状态归巢EPC及机制研究LSS促进EPCs归巢进入斑块。可能的机制是(a)流体剪切应力可以通过上调血浆血小板释放的腺苷水平来刺激诱导EPCs动员。(b)LSS可引起内皮细胞的损伤,增加血小板活化分子和粘附分子的表达,从而诱导血小板聚集在LSS地区。(C)流体剪切应力刺激诱导血小板表达SDF-1有利于EPCs归巢斑块。二、动脉粥样硬化异常血流状态保护性适应反应分子筛选实时RT-PCR芯片显示,VEGF,PSGL-1,TNC,Thbs4,SOD-1、TNF AIP,PPARγ,PPARα、ApoA1、bcl2a1a表达水平等方面,LSS显著高于OSS领域;而明显高于对照组。但VEGF和VWF只增加了大约两倍,这可能不是内皮祖细胞归巢的主要触发机制。PSGL-1,TNC,以及Thbs4表达显著增加可促进血小板的粘附和激活。同时,实时定量PCR结果显示,实时定量PCR结果显示LSS区域SDF-1表达比对照区高,是在OSS领域SDF-1表达的1.24倍。我们通过文献对芯片转录有差异的蛋白进行调研,发现这些差异性转录的基因主要与冠状动脉粥样硬化细胞粘附、归巢、内膜炎症稳态等具有重要作用。这也从另一方面证明冠状动脉粥样硬化斑块导致的不稳定血流状态,近段的低剪切力和远段的湍流是引起冠状动脉粥样硬化病理进展和斑块纤维帽不稳定破裂的一个重要原因。通过对文献调研和结合表达谱芯片结果的解析,我们筛选到Netrin-1可以作为重要的适应性保护分子。Netrin-1可以促进神经轴突的生长和长入,而且能够促进新生血管的萌芽和新生。对血管组织和神经组织同时具有重要的作用。体外研究表明,Netrin-1可以刺激内皮细胞增殖,迁移和分化成为毛细血管的内皮细胞从而新生血管。Netrin-1对于动脉粥样硬化的病理过程产生了重要的作用。对于调节内膜下炎症和免疫稳态发挥了重要作用。三、构建明胶/透明质酸自组装负载Netrin-1的EPCs靶向治疗冠状动脉粥样硬化我们成功构建明胶、透明质酸层层自组装、负载Netrin-1的内皮祖细胞递送载体,并且实验证明了层层自组装负载Netrin-1的内皮祖细胞具有一定的靶向趋化动脉粥样硬化炎症环境的能力。这说明明胶、透明质酸层层自组装、负载Netrin-1的工程化内皮祖细胞可能是一种非常有希望的靶向递送药物至不稳定斑块的治疗策略。内皮祖细胞是一种非常有希望的抗冠状动脉粥样药物的生物性载体。利用内皮祖细胞作为抗动脉粥样硬化斑块的药物生物载体,相对于其他常见的化学合成的药物递送系统,其具有较好的生物相容性。内皮祖细胞归巢到动脉粥样硬化斑块的特性作为药物载体具有较高的药物递送效率,并且具有较高的药物负载效率。细胞自组装负载抗冠状动脉粥样硬化斑块药物可以更加有效地趋化迁移到动脉粥样硬化斑块的内膜层达到缓释药物分子的作用。