无论在我国还是西方发达国家,动脉粥样硬化及其并发症都是导致死亡的第一大杀手。现有的治疗方式无法实现对动脉粥样硬化的完全预防和治疗,因此开发有效的动脉粥样硬化治疗方法一直是研究人员的不懈追求。动脉粥样硬化极其容易在血流异常的区域发生,如血管的弯曲和分叉的部位。在血流稳定形成层流的区域动脉粥样硬化抑制基因高表达,不容易形成斑块;而血流紊乱形成湍流的区域促进动脉粥样硬化生成的基因高表达,极其容易形成斑块。KLK10就是我们实验室最新发现的一个重要的动脉粥样硬化抑制基因,将KLK10特异性递送到功能异常的动脉血管内皮细胞可能是一种有效的抑制斑块生成长的治疗方式。但是目前仍然缺乏能够将外源基因靶向递送到动脉血管内皮细胞的方法。超声成像是临床上用于动脉粥样硬化诊断最常用的一种成像方式,超声联合包裹气体的微泡被广泛报道能够增强外源基因在细胞中的表达。因此本论文利用超声爆破微泡产生的声孔效应建立了两种体内表达KLK10基因实现动脉粥样硬化治疗的新技术。骨骼肌除了产生运动的功能外还是一个内分泌器官,能够分泌多种肌肉因子作用于全身各处的器官。因此也可利用骨骼肌的内分泌功能来产生治疗性蛋白进行疾病的治疗。在本论文中,我们首先建立了一种在骨骼肌表达KLK10进行动脉粥样硬化治疗的新技术。首先将微泡和裸露的质粒混合注射到骨骼肌中,然后对注射位点进行超声照射,从而在骨骼肌中大量表达目的基因,表达KLK10蛋白能够进入血液,从而到达动脉粥样硬化易发区域达到抑制动脉粥样硬化发生发展的目的。通过对超声参数的一系列优化,超声处理可以将外源基因在骨骼肌中的表达量提高10倍以上,并且一次注射可以持续表达3周以上。这种基因递送方式能否有效抑制动脉粥样硬化,在颈动脉部分结扎手术模型中,斑块的面积能够从64.6%降低到18.0%。这些结果表明这种超声增强的递送KLK10基因到骨骼肌的技术是一种有效的动脉粥样硬化治疗方式。尽管在骨骼肌中表达KLK10可以实现动脉粥样硬化的治疗,但是这种方式产生的KLK10蛋白不单单作用于动脉血管,还会作用于全身各个脏器,这可能会产生一些副作用,因此本论文中将超声成像、微泡和腺相关病毒（AAV）结合,建立了一种简单高效的能够在图像引导下将基因靶向递送到小鼠动脉血管的新技术。在彩色多普勒超声成像下,动脉血管的解剖结构可以清晰看到,并且能够很容易的框选出目标区域使超声仅仅照射该区域。静脉注射的微泡在经过目标区域时会被超声击破,显著提高血管的通透性,从而使AAV能够在这里大量富集,基因表达量大大提高。这种技术引起的基因表达在动脉血管内皮、中膜和外膜中能够持续至少8周以上。在第4周时,超声联合微泡能够将外源基因在内皮中的表达提高18倍,在中膜和外膜中的表达提高85倍。这种超声引导的基因递送技术除了用于颈动脉之外还可以用于腹主动脉和股动脉。这些结果表明这种简单高效的基因递送新技术可以在超声引导下靶向递送外源基因到动脉血管细胞。最后,这种基因递送新技术被研究用于靶向递送KLK10基因来抑制动脉粥样硬化的发生。通过颈动脉部分结扎手术后,小鼠左侧颈动脉中KLK10基因的表达显著降低。超声联合微泡对左侧颈动脉处理后,2.5×1013vg/kg的负载KLK10基因的AAV能够将左侧颈动脉的KLK10水平提高到与右侧颈动脉相当的水平。在动脉粥样硬化的研究中,这种靶向递送KLK10的技术能够显著降低斑块的大小,炎症分子CD45和VCAM1的表达也显著降低,并且不会引起血液中脂质水平的改变。这就证明了这种超声成像引导的基因递送新技术能够用于KLK10的靶向递送从而达到抑制动脉粥样硬化的目的。总之,这篇论文建立了两种技术能够在小鼠体内表达KLK10基因从而抑制动脉粥样硬化的发生。这项研究不仅证明了KLK10作为动脉粥样硬化基因治疗的重要靶点,还提供了两种重要的基因递送技术,可能会在动脉相关疾病（如动脉粥样硬化、腹主动脉瘤、外周动脉疾病等）的基础研究和临床转化中具有广阔的应用前景。