目的:颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)是由于颅内血管结构异常改变而产生的管壁瘤样凸起,IA发病率较高(9%~15%[1]),且具有较高的破裂概率。据统计,每年每10万人中有15人会发生蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)[2],而75%的SAH是由于IA破裂导致的[3]。IA破裂SAH可引发迟发性脑血管痉挛(delayed cerebral vasospasm,DCVS)等严重并发症,部分未破裂IA可产生占位效应、血栓形成等并发症。由于IA在破裂前无明显临床症状,具有隐匿发病及破裂后高致死致残率的特点,故成为危害人类健康的重大疾病。但由于种种原因限制,IA形成具体病理生理机制尚不完善,临床上治疗颅内动脉瘤的方法受到很大限制,所以对IA形成病理机制的进一步探索及干预成为了目前研究的重点。目前研究观点认为血管内流体力学的改变是动脉瘤形成的重要因素之一。血管壁面剪切应力(Wall Shall Stress,WSS)改变可导致血管壁局部炎症反应及管壁结构重塑,WSS变化刺激血管内皮细胞(Vascular endothelial cells)产生多种炎性介质参与降低血管壁承受张力的能力,从而引起动脉瘤的形成。其中Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR-4)相关的炎性通路在颅内动脉瘤的发生发展过程中起到了重要的作用[4]。研究表明,甘草酸二铵(Diammonium glycyrrhizinate,DG)具有抗炎、抗氧化及凋亡等效果,但DG是否能干预动脉瘤的发生发展尚未见报道。本研究运用双侧颈动脉结扎法制作兔基底动脉瘤模型,并对动物给予口服甘草酸二铵,采用计算机流体力学(Computer fluid dynamics,CFD)观察动脉瘤发生发展的过程中WSS的变化、探索流体力学与IA形成分子机制的相关性及甘草酸二铵干预IA形成的机制,为预防动脉瘤的发生铺垫理论基础。方法:130只新西兰大白兔随机分为4组,具体为正常对照组(A组)、手术组(B组)、手术+生理盐水对照组(C组)及手术+甘草酸二铵干预组(D组)。每组根据观察时间点分为4个亚组(2w、4w、8w、16w)。其中正常对照组不做任何处理,其余组别通过双侧颈动脉结扎法制作动物基底动脉尖部动脉瘤模型,非干预组术后正常喂养,甘草酸二铵干预组从造模后每个月第一个星期内每天采用耳缘静脉给药的方式给予甘草酸二铵20mg,生理盐水对照组每天仅给予同等剂量生理盐水。依据分组时间结点对各组行颅内血管多普勒(TCD)及磁共振血管成像(MRA)检查,对比各组基底动脉速度及管径变化,行计算机流体力学分析(CFD),观察各组壁面剪切应力(WSS)变化。采用过量麻醉法处死动物,取出基底动脉标本,采用苏木素—伊红(HE)染色观察每组基底动脉血管形态,马松(Masson)染色观察基底动脉中弹力层变化,EVG染色观察每组基底动脉壁内弹力层变化,免疫组化检测各组Toll样受体4(TLR-4)、核转因子κβ(NF-κB)、血管粘附因子1(VCAM-1)、B淋巴细胞瘤-2(BCL-2)的表达情况。免疫印迹法(Western blot)检测各组上述蛋白的定量表达情况。计量资料均数用平均数±标准误(sx±)表示,多组样本均数间的比较,血流速度、血管口径、壁面剪切应力、免疫组化、western blot结果均采用单因素方差分析,方差齐性检验采用Levene法,若方差齐采用LSD-t法检验,如果方差不齐则采用Kruskal-Wallis法检验,以P<0.05为显著差异,具有统计学意义。采用SPSS19.0进行统计学分析。结果:1.模型颅内血管多普勒结果:A组基底动脉血流速度平均值为(29.560±1.598)cm/s,B组分别为(173.120±6.681、217.620±12.992、163.490±5.227、131.170±6.808)cm/s,C组分别为(176.590±7.271、211.330±11.407、164.420±4.392、127.970±3.247)cm/s,D组分别为(178.580±6.014、212.420±12.825、164.380±6.770、130.880±4.862)cm/s,D组与C组(P=0.826)、D组与B组(P=0.975)无统计学差异,A组与各组比较有统计学差异(F=67.517,P=0.000)。2.模型基底动脉尖部MRA测量管径结果:A组基底动脉管径平均值为(0.835±0.059)mm,B组分别为(0.893±0.100、2.034±0.185、2.723±0.192、3.126±0.473)mm,C组分别为(0.882±0.057、1.923±0.125、2.747±0.146、3.073±0.124)mm,D组分别为(0.879±0.089、1.930±0.100、2.790±0.100、3.136±0.526)mm。D组与C组(P=0.515)、D组与B组(P=0.245)无统计学差异,A组与各组比较有统计学差异(F=21.215,P=0.000)。3.模型计算机流体力学分析结果:A组基底动脉尖部壁面剪切应力平均值为(36.621±2.630)Pa,B组分别为(153.190±19.988、247.597±21.274、122.737±13.268、95.562±1.524)Pa,C组分别为(167.015±13.828、235.850±7.501、130.124±14.001、94.312±1.482)Pa,D组分别为(161.07±19.837、218.435±25.587、142.590±18.630、94.726±3.167)Pa。D组与C组(P=0.626)、D组与B组(P=0.751)无统计学差异,A组与各组比较有统计学差异(F=14.806,P=0.000)。4.基底动脉管壁免疫组化表达结果:BCL-2:A组平均表达阳性率为(33.638±2.688)%,B组分别为(43.812±3.319、31.285±1.152、17.350±1.345、8.588±1.077)%,C组分别为(44.712±3.264、32.690±1.682、17.541±1.016、8.686±1.197)%,D组分别为(35.206±3.406、39.620±3.437、32.838±1.531、32.538±2.516)%,D组与C组(P=0.000)、D组与B组(P=0.000)存在统计学差异,D组与A组(P=0.648)无统计学差异;TLR-4:A组平均表达阳性率为(10.159±1.306)%,B组分别为(21.571±1.783、30.566±2.096、47.084±2.056、64.442±2.456)%,C组分别为(22.043±1.234、30.692±1.507、47.187±1.862、64.564±2.269)%,D组分别为(14.282±2.259、15.302±1.061、22.351±3.315、22.411±3.475)%,D组与C组(P=0.000)、D组与B组(P=0.000)存在统计学差异,D组与A组(P=0.077)无统计学差异;NF-κB:A组平均表达阳性率为(13.749±1.679)%,B组分别为(27.318±1.340、39.356±1.960、46.140±2.469、60.443±2.711)%,C组分别为(27.369±1.659、40.130±1.535、46.139±2.315、60.570±1.925)%,D组分别为(21.215±1.611、25.240±2.514、27.240±3.214、32.815±2.379)%,D组与C组(P=0.000)、D组与B组(P=0.000)、A组(P=0.000)均存在统计学差异,B组与C组(P=0.916)无统计学差异;VCAM1:A组平均表达阳性率为(11.840±2.240)%,B组分别为(28.467±1.864、38.191±1.888、52.696±2.968、71.224±2.128)%,C组分别为(28.561±1.636、38.726±2.036、52.966±2.467、71.813±2.524)%,D组分别为(19.298±3.523、24.859±2.875、24.748±1.755、26.789±3.123)%,D组与C组(P=0.000)、D组与B组(P=0.000)、A组(P=0.011)均存在统计学差异,B组与C组(P=0.900)无统计学差异。5.免疫印迹western blot结果:BCL2蛋白表达灰度值为:A组(0.377±0.024),B组分别为(0.454±0.030、0.318±0.010、0.225±0.030、0.117±0.004),,C组分别为(0.478±0.027、0.317±0.003、0.266±0.026、0.118±0.014),D组分别为(0.387±0.045、0.429±0.008、0.447±0.034、0.430±0.006),其中D组与A组(P=0.508)、B组与C组(P=0.718)比较无统计学差异,D组与B组(P=0.002)、D组与C组(P=0.006)有统计学差异;TLR-4蛋白表达灰度值为:A组(0.137±0.016),B组分别为(0.561±0.016、0.748±0.015、1.474±0.161、1.727±0.109),C组分别为(0.566±0.011、0.737±0.024、1.507±0.065、1.777±0.065),D组分别为(0.160±0.007、0.335±0.012、0.362±0.015、0.470±0.014),其中D组与A组(P=0.477)、B组与C组(P=0.911)比较无统计学差异,D组与B组(P=0.000)、D组与C组(P=0.000)有统计学差异;NF-κB蛋白表达灰度值为:A组(0.037±0.016),B组分别为(0.419±0.022、0.750±0.005、0.963±0.076、1.277±0.049),C组分别为(0.453±0.028、0.738±0.017、0.943±0.010、1.311±0.140),D组分别为(0.091±0.005、0.262±0.023、0.363±0.015、0.376±0.010),其中D组与A组(P=0.185)、B组与C组(P=0.935)比较无统计学差异,D组与B组(P=0.000)、D组与C组(P=0.000)有统计学差异;VCAM1蛋白表达灰度值为:A组(0.150±0.003),B组分别为(0.616±0.045、1.514±0.050、2.305±0.046、2.837±0.120),C组分别为(0.616±0.045、1.547±0.005、2.251±0.104、2.771±0.064),D组分别为(0.228±0.004、0.333±0.017、0.777±0.058、0.705±0.043),其中D组与A组(P=0.428)、B组与C组(P=0.941)比较无统计学差异,D组与B组(P=0.000)、D组与C组(P=0.000)有统计学差异;结论:1.采用双侧颈总动脉结扎法制作兔颅内动脉瘤模型具有较高的成功率,结扎后兔基底动脉血流速度上升、管径增粗,动脉瘤形成前基底动脉分叉部壁面剪切应力持续性增高,血管壁结构破坏,内膜完整性消失、中膜弹力层薄弱直至消失,动脉瘤样凸起形成后,瘤体内壁面剪切应力有所下降,瘤颈部仍受到高壁面剪切应力冲击,进一步破坏周围管壁完整性致使瘤体扩大。2.在血流动力学改变致使动脉瘤形成的全过程中基底动脉尖部TLR-4表达持续性上调,且TLR-4相关炎性通路中NF-κB、VCAM-1表达均上调,而BCL-2表达下调。3.在血流动力学改变致使动脉瘤发生发展的全过程中,甘草酸二铵可抑制TLR-4及其下游的NF-κB、VCAM-1的表达,并且抑制BCL-2表达下调,降低细胞的凋亡,从而减少动脉壁结构的破坏,起到干预动脉瘤形成的作用。