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昼夜节律生物钟(circadian clock)参与调控机体行为与各项生理功能。昼夜节律的产生依赖于各种生物钟基因(clock gene)的转录．翻译反馈环路。钟基因可以通过调节下游的钟控基因(CCGs)调节多项生理功能。研究表明，昼夜节律生物钟不仅参与生理功能的调节，在多种病理过程中如肿瘤、心血管疾病中也发挥了重要的作用。
急性心肌梗塞(Acute Myocardial Infarction，AMI)是动脉粥样硬化的终末病变，其发病具有明确的昼夜节律，在早晨高发。目前对这种现象发生的机制还未研究清楚，但可能与昼夜节律生物钟有关。本研究将利用apoE基因敲除(apoE-/-)小鼠建立动脉粥样硬化模型，以研究动脉粥样硬化发病过程中心血管系统生物钟基因、凋亡相关基因以及动脉粥样硬化相关基因的表达变化，为研究动脉粥样硬化的发病机制提供新的理论依据。我们的实验主要分为两个部分：
第一部分： apoE-/-小鼠心脏生物钟基因与凋亡相关基因表达节律的改变。利用apoE-/-小鼠建立动脉粥样硬化早期及进展期动物模型。使用3月龄apoE-/-小鼠48只，分为两组，每组24只，一组给予普通膳食，一组西方类型膳，以24只同龄雄性C57BL/6J作为对照，在12光照/12黑暗(12L/12D)环境中饲养4周。根据Zeitgaber Time，分别在ZT0、ZT4、ZT8、ZT10、ZT12、ZT14、ZT16、ZT20八个时间点处死小鼠，小鼠眼球取血制备血清，并测量血清中总胆固醇、LDL-CHO、HDL-CHO的含量；取小鼠主动脉起始段做冰冻切片，油红O染色检测动脉粥样斑块；取小鼠心脏液氮速冻，-70℃冰箱保存。利用Real-time RCR检测apoE-/-与C57BL/6J小鼠心脏钟基因mPer1、roPer2、mBmal1、mClock、mCry1在不同时间点的表达变化；利用Real-time PCR与，western blot检测心脏凋亡相关基因c-myc、p53、bcl-2与bax的表达变化。结果显示给予了普通膳食的apoE-/-小鼠尚未形成明显的粥样斑块，但其主动脉内皮下已经形成泡沫细胞，血清总胆固醇和LDL-CHO明显增高，HDL-CHO则明显降低；给予西方类型膳的apoE-/-小鼠主动脉有明显的动脉粥样硬化斑块出现，其血清总胆固醇和LDL-CHO明显增高，HDL-CHO含量更低。因此，给予普通膳食与西方类型膳的apoE-/-小鼠分别处于动脉粥样硬化的早期与进展期。Real-time PCR结果显示C578L/6J与apoE-/-小鼠心脏钟基因除mClock外mPer1、mPer2、mBmal1、mCrv1mRNA水平的表达均呈现昼夜节律，但在apoE-/-小鼠中这些钟基因震荡幅度增大，表达水平增加，同时伴有节律的改变，给予西方类型膳发生粥样硬化的apoE-/-小鼠钟基因的表达改变更为显著。在C57BL/6J小鼠心脏中c-myc与p53基因表达在mRNA与蛋白水平均有昼夜节律，但在apoE-/-小鼠心脏中，二者表达则失去这种表达节律，并且两组apoE-/-小鼠c-myc与p53的表达量没有显著差异。两种小鼠bcl-2与bax的表达均没有表现出昼夜节律。第二部分：基因芯片检测apoE-/-小鼠心脏与主动脉内膜动脉粥样硬化相关基因的表达变化。使用3月龄雄性C57BL/6J与apoE-/-小鼠各18只，在12光照/12黑暗(12L/12D)环境中饲养4周，期间给予apoE-/-小鼠西方类型膳。在ZT0、ZT4、ZT8、ZT12、ZT16、ZT20六个时间点处死小鼠，眼球取血制备血清，检测血清中总胆固醇、LDL-CHO、HDL-CHO的含量；取主动脉起始段做冰冻切片，HE染色检测粥样斑块；取小鼠主动脉内膜与心脏，液氮速冻保存于-70℃冰箱；基因芯片检测ZT0与ZT12两个时间点处死的小鼠心脏与主动脉内膜动脉粥样硬化相关基因的表达情况；根据芯片结果Real-time PCR检测心脏ACE与MMP3的表达变化。芯片结果显示：C57BL/6J与apoE-/-小鼠心脏与主动脉内膜均有部分动脉粥样硬化基因表达，在ZT0与ZT12具有差异，提示这些基因可能受到生物钟的调控，部分在C57BL/6J小鼠表达具有明显时间差异的基因在apoE-/-动脉粥样硬化小鼠则不再具有这种时间差异。这提示在动脉粥样硬化小鼠中，这些基因可能不再具有昼夜节律或节律发生改变。我们进一步用Real-timePCR的方法检测了在C57BL/6J小鼠心脏与主动脉内膜中表达在ZT0与ZT12均具有显著差异、而在apoE-/-动脉粥样硬化小鼠不再具有这种差异的ACE与MMP3在两种小鼠心脏中一个昼夜的表达情况，结果显示二者在C57BL/6J小鼠心脏中表达具有昼夜节律，但在apoE-/-小鼠心脏中表达则失去昼夜节律。
综上所述，我们首次发现apoE-/小鼠-发生动脉粥样硬化的过程中，心脏生物钟基因与凋亡相关基因表达水平与节律发生了改变，并且钟基因的表达改变程度随动脉粥样硬化的进程而增大。apoE-/-动脉粥样硬化小鼠心脏与主动脉内膜中也有部分动脉粥样硬化基因表达节律发生了改变。这些改变可能在动脉粥样硬化的病理过程中发挥了重要的作用，对其具体作用以及发生机制仍在进一步研究中。