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动脉粥样硬化是一种以脂质和纤维成分在血管内膜沉积为特征的慢性炎症性疾病,严重时可导致大中动脉管腔狭窄和血流减少,从而引发冠心病、脑卒中等心血管疾病。随着社会经济的发展和人群饮食习惯的改变,动脉粥样硬化引发的心血管疾病已成为全球疾病死亡的重要原因。糖尿病会显著加重动脉粥样硬化的进程,但其机制仍未阐明。研究表明,单核/巨噬细胞等炎症细胞在动脉粥样硬化演变过程中发挥重要作用。糖尿病患者外周血白细胞通常会升高,提示外周血炎症细胞可能是糖尿病加重动脉粥样硬化的重要原因。探讨糖尿病患者动脉粥样硬化斑块特征与外周血炎症细胞的关系,对揭示糖尿病加重动脉粥样硬化的机制和研发新的治疗策略有重要指导意义。超声是评估动脉粥样硬化严重程度的重要手段。二维灰阶超声能够评估血管结构,多普勒超声能够评估血流动力学变化,超声造影能够反映斑块内新生血管情况。本研究拟通过超声检查系统评估斑块影像学特征并探讨其与外周血白细胞分类计数之间的相关性,明确系统炎症在糖尿病加重动脉粥样硬化中的作用。此外,炎症已成为动脉粥样硬化治疗的新靶点。然而不同的动脉粥样硬化患者间(如合并糖尿病和不合并糖尿病)或同一患者不同病程、不同组织和器官内,炎症水平差异很大,广谱抗炎治疗会抑制免疫防御和监视功能。因此,迫切需要开发能够按需抗炎的精准治疗新策略。目的本研究旨在:1)基于动脉粥样硬化斑块超声系统评估,探讨糖尿病患者动脉粥样硬化斑块严重程度与外周血白细胞改变的关系,为糖尿病加重动脉粥样硬化机制研究提供线索;2)构建基于外泌体的炎症响应型Il-10 m RNA递送策略,探讨其防治动脉粥样硬化效果。方法1.糖尿病动脉粥样硬化患者斑块超声影像特征与外周血白细胞分类计数的相关性依据纳入排除标准收集2018年3月至2021年9月于空军军医大学唐都医院就诊的2型糖尿病合并颈动脉粥样硬化斑块的30例患者作为糖尿病组,使用分层随机抽样纳入年龄、性别匹配的30例无糖尿病的颈动脉粥样硬化斑块患者作为对照组。对受试者行颈动脉二维灰阶超声检查,得到斑块的形态与回声特征;然后行颈动脉超声造影检查并对目标斑块的造影图像进行定量分析,获取斑块时间-强度拟合曲线峰值强度(P)、达峰时间(TP)、锐度(S)和曲线下面积(AUC)等参数。使用全自动血细胞分析仪检测受试者外周血白细胞分类计数。采用Spearman等级相关和多元线性回归分析斑块造影参数与外周血白细胞分类计数参数的相关性。2.按需抗炎的外泌体递药策略构建及其动脉粥样硬化治疗效应研究利用分子克隆技术构建mi R-155响应的IRES-Il-10融合表达载体,其中IRES序列为突变的HCV-IRES(丙肝病毒内部核糖体进入位点)序列,将天然HCV-IRES的2个mi R-122识别位点替换为mi R-155识别位点。该载体转染细胞后,产生的m RNA命名为IRES-Il-10 m RNA。利用Western blot和ELISA检测mi R-155对IRES-Il-10 m RNA的翻译激活作用,明确其是否具有炎症响应性。将IRES-Il-10融合表达载体转染至HEK293T细胞中,使IRES-Il-10 m RNA被动装载到外泌体中,将该外泌体命名为Exo IRES-Il-10。使用Western blot、透射电镜和粒径分析表征外泌体。通过高脂饮食饲养Apo E-/-小鼠构建单纯动脉粥样硬化小鼠模型。通过高脂饮食饲养和链脲佐菌素(50 mg/kg,连续5天)低剂量腹腔注射Apo E-/-小鼠,诱导建立动脉粥样硬化合并糖尿病的小鼠模型。尾静脉注射对照和工程化外泌体,分析外泌体对糖尿病条件下动脉粥样硬化的抗炎治疗作用和系统性渗漏表达情况。结果1.糖尿病动脉粥样硬化患者外周血炎症细胞分类计数的改变与斑块超声影像特征密切相关糖尿病组拟合曲线峰值强度(P)和曲线下面积(AUC)均大于对照组(均P<0.05)。糖尿病组外周血白细胞计数、单核细胞计数和单核细胞比例高于对照组(均P<0.05)。多元线性逐步回归结果显示,峰值强度(P)与单核细胞计数(B=75.440;P<0.001)存在线性关系且呈正相关(rs=0.929)。糖尿病组中不同回声特征的目标斑块受试者外周血白细胞分类计数各参数之间的差异均无统计学意义(均P>0.05)。2.ExoIRES-Il-10诱导的按需抗炎可治疗糖尿病动脉粥样硬化模型小鼠的动脉粥样硬化细胞内过表达的mi R-155或M1型巨噬细胞内源性高表达的mi R-155能够特异性地激活IRES-Il-10 m RNA翻译为蛋白。通过被动装载方式将IRES-Il-10 m RNA成功装载到外泌体中,将该外泌命名为Exo IRES-Il-10。Exo IRES-Il-10能够将IRES-Il-10m RNA递送至模型小鼠炎症水平较高的动脉粥样硬化斑块内的巨噬细胞中,并被mi R-155激活翻译为蛋白。在没有明显炎症的其他器官和组织中IL-10蛋白质只有少量表达。Exo IRES-Il-10在单纯AS模型小鼠及AS合并糖尿病模型小鼠两种模型小鼠体内能够有效抑制斑块炎症,且IL-10蛋白质表达水平与炎症水平呈正相关。与抗炎效应一致,多次注射Exo IRES-Il-10能够显著降低斑块面积,其与递送组成型Il-10m RNA之间的治疗效应差异无统计学意义。Exo IRES-Il-10无明显毒性和免疫抑制效应。结论1.糖尿病(2型)患者颈动脉斑块内新生血管密度与灌注量升高,与循环中增多的炎症细胞尤其是单核细胞密切相关。糖尿病患者外周血炎症细胞升高可能是该类患者动脉粥样硬化加重的重要机制;2.外泌体递送炎症响应型Il-10 m RNA能够实现按需抗炎治疗,在保证AS治疗效果的同时,可以避免过度抑制炎症的副作用,安全性高,是一种很有前景的治疗策略。