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近几年,需要肾脏替代治疗的终末期肾脏病患者数量越来越多,其中接受维持性血液透析治疗是患者维持生存的重要手段,而动静脉内瘘是首选的血管通路。吻合口处静脉段狭窄是动静脉内瘘功能障碍的主要原因,而其病理学特征为内膜增生。内皮细胞损伤和功能障碍则是动静脉内瘘的静脉内膜增生的主要原因,而其中血流动力学起着至关重要的作用。目的:动静脉内瘘中静脉内膜增生位置不是随机的,常常位于吻合口附近,这是由于在些特殊位置的壁面剪切力及血流模式与其他位置明显不同。通过建立动静脉内瘘的三维模型,根据CFD软件分析静脉壁的壁面剪切力,观察不同部位壁面剪切力与静脉内膜增生之间的关系。平滑肌细胞的增殖、迁移以及细胞外基质的沉积、聚集在内膜增生的过程中都起到了重要的作用,而TGF-β1恰恰具有诱导细胞增殖和迁移以及促进细胞外基质积聚等生物学功能。并且平滑肌细胞的增殖和迁移过程是多种因子参与并通过多种信号通路而实现,其中最为常见的是MAPKs通路,而其中ERK1/2是最重要的一条通路。我们利用犬动静脉内瘘的动物模型,通过观察不同剪切力部位静脉内膜的增殖情况,并检测p ERK1/2、TGF-β1及SMA的表达,推断剪切力、TGF-β、ERK1/2与平滑肌细胞增殖的相关性。从而,为进一步揭示ERK-TGF-β1信号转导通路在剪切力诱导静脉内膜增生中的作用提供实验依据。方法:建立犬“端-侧”吻合的动静脉瘘模型,分别于7天和28天将犬处死。用CFD软件模拟与分析三维模型动静脉内瘘的壁面剪切力及血流模式。根据CFD软件的分析结果,研究静脉壁四个特殊的部位:近端静脉部分(proximal vein,P-V);近吻合口部分(the juxta-anastomotic segment,J-V);吻合口部分(arteriovenous anastomosis,A-V);远端近结扎点静脉(juxta-ligation segment,L-V)。取以上四个部位的标本,进行H-E染色。并用免疫组织化学染色、Western blotting及RT-PCR的方法检测以上不同剪切力部位TGF-β1及SMA的表达情况,利用Western blotting的方法检测P-V、J-V、A-V、L-V四个部位的ERK1/2的表达情况。结果:与L-V(O)和A-V部位(高剪切力+振荡剪切力区域)、J-V(O)和P-V部位(层流剪切力区域)相比,J-V(I)和L-V(I)部位(低剪切力+振荡剪切力区域)不仅有明显的静脉内膜增生(P<0.01),而且TGF-β1和SMA都呈现高表达、ERK的活性很高,差异具有统计学意义(P<0.01)。免疫组化结果显示在J-V(I)和L-V(I)两个部位(低剪切力+振荡剪切力区域)内膜层出现了大量的由中膜迁移而来的平滑肌细胞,而L-V(O)和A-V部位(高剪切力+振荡剪切力区域)、J-V(O)和P-V部位(层流剪切力区域)平滑肌细胞的增殖和迁移都不明显。结论:(1)静脉内膜增生主要发生在吻合口附近的内侧壁,而吻合口附近的外侧壁内膜增生并不明显,这与局部的血流动力学环境不同有关;(2)在动静脉内瘘中,壁面剪切力水平与静脉内膜增生呈相反的关系,而且还与局部血流模式有关;(3)平滑肌细胞的增殖与迁移在动静脉内瘘的静脉内膜增生中起了重要的作用,并且其可能有TGF-β1的参与;(4)低剪切力和振荡剪切力使内皮细胞损伤,导致TGF-β1分泌增加,通过激活ERK信号转导通路引起平滑肌细胞的增殖和迁移,进而导致静脉内膜的增生;而相反的高剪切力和层流剪切力具有保护内皮细胞的作用,抑制TGF-β1分泌,抑制ERK信号转导通路的激活,减少平滑肌细胞的增殖和迁移,进而抑制静脉内膜的增生。