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第一部分CD151基因转染对大鼠血管平滑肌细胞迁移和增殖的影响目的:观察正义和反义CD151基因转染对体外培养的大鼠主动脉平滑肌细胞(VSMCs)迁移和增殖能力的影响。方法:构建携带全长正义和反义CD151基因的真核表达载体pcDNA3.1-CD151和pcDNA3.1-anti-CD151重组质粒,采用组织块贴壁法原代培养SD大鼠胸主动脉VSMCs,以阳离子脂质体介导的方法将pcDNA3.1真核表达载体携带的正义或反义CD151cDNA转染至体外培养的大鼠主动脉VSMCs,转染48小时后进行下列实验:(1)以RT-PCR和Western blot方法检测CD151的mRNA和蛋白表达;(2)以Boyden趋化小室及细胞划痕修复方法观察细胞迁移功能;(3)以MTT比色法和流式细胞仪检测细胞周期的方法评估细胞增殖能力。结果:(1)CD151表达:转染48小时后,与载体对照组[pcDNA3.1(+)]、脂质体对照组(Lipofectamine2000)和空白对照组(PBS)的CD151/β-actin相对灰度值比较,反义CD151组(pcDNA3.1-anti-CD151)的mRNA表达降低58%,蛋白表达降低51%,正义CD151组(pcDNA3.1-CD151)的CD151mRNA表达增加171%,蛋白表达增加133%。(2)VSMCs迁移:穿过Boyden趋化小室8μm微孔滤膜的平均细胞数/高倍镜(×200)视野,正义CD151组(86.5±12.4)显著高于其余各组(P<0.01),反义CD151组(37.9±6.3)显著低于其余各组(P<0.01),载体对照组、脂质体对照组和空白对照组之间无显著差异(p>0.05);正义CD151组的划痕修复率(64.20±11.54%)显著高于其他各组;反义CD151组(15.71±6.24%)显著低于其他各组;载体对照组、脂质体对照组和空白对照组之间无显著差异(p>0.05)。(3)VSMCs增殖:MTT比色法检测的各组VSMCs OD值,正义CD151组(0.27±0.12)、反义CD151组(0.23±0.05)、载体对照组(0.22±0.07)和脂质体对照组(0.26±0.09)之间均无显著差异(p>0.05);流式细胞仪测定各组S+G2/M期细胞占细胞总数比例分别为13.16±2.25%(正义CD151组)、11.64±2.53%(反义CD151组)、14.33±2.03%(载体对照组)和13.93±1.96%(脂质体对照组),各组之间无显著差异(p>0.05)。结论:pcDNA3.1真核表达载体介导的正义CD151基因转染可显著促进大鼠主动脉VSMCs的迁移,反义CD151基因转染则显著抑制VSMCs的迁移,表明CD151对VSMCs的迁移功能具正向调控作用。正义和反义CD151基因转染对VSMCs的增殖无显著影响,表明CD151可能不参与调节VSMCs的增殖活动。第二部分反义CD151基因对大鼠颈动脉球囊损伤后再狭窄的影响目的:在证实CD151具有调控VSMC迁移功能的基础上,进一步观察反义CD151基因局部转染对大鼠颈动脉球囊损伤后管腔再狭窄的效果,以探讨基因疗法防治再狭窄的新靶点。方法:成年雄性SD大鼠(350-400克)45只,随机分入三组,分别为基因治疗组(15只),载体对照组(15只)和NS对照组15只。另以NS对照组造模血管的对侧颈动脉标本为正常对照组。建立大鼠颈动脉球囊损伤模型。采用血管腔内保留灌注和血管外膜渗透两种途径,在基因治疗组大鼠的球囊损伤血管局部转染pcDNA3.1-anti-CD151重组质粒+脂质体(Lipofectamine)复合物;载体对照组转染pcDNA3.1(+)+脂质体复合物;NS对照组局部给予相同体积的NS(生理盐水)。术后正常饲养。各组提取术后7天时的造模血管段组织(每组5只)的RNA和蛋白,分别以RT-PCR和Western—blot方法检测CD151mRNA和蛋白在局部血管组织的表达(以CD151/β-actin相对灰度值为定量指标);分别取术后14天的造模血管标本,以HE染色观察形态学变化,测算内膜面积(IA)、中膜面积(MA)、IA/MA以及动脉狭窄程度;以免疫组化方法分析CD151的组织形态表达。结果:(1)CD151在转染血管的表达:基因治疗组血管mRNA表达水平显著低于载体对照组和NS对照组(P<0.05)。正常对照组则显著低于载体对照组和NS对照组(P<0.05);载体对照组和NS对照组之间无显著差异(P>0.05);基因治疗组血管蛋白表达水平显著低于载体对照组和NS对照组(均P<0.01),而与正常对照组无显著差异(P>0.05);载体对照组和NS对照组均显著高于正常对照组(P<0.05);载体对照组和NS对照组之间无显著差异(P>0.05)。(2)血管形态学变化:HE染色病理切片观察,基因治疗组的IA、IA/MA以及动脉狭窄程度均显著小于载体对照组和NS对照组(均P<0.05)载体对照组和NS对照组的上述指标无显著差异(均P>0.05)。免疫组化病理切片见CD151在各组血管内膜、中膜和外膜均有棕褐色的阳性染色,主要分布在内膜的血管平滑肌细胞表面。基因治疗组、载体对照组和NS对照组血管CD151表达均较正常对照组血管增强,基因治疗组的CD151阳性染色明显弱于载体对照组和NS对照组。结论:反义CD151基因局部转染可显著抑制大鼠颈动脉球囊损伤后血管内膜增生,减轻管腔再狭窄程度,表明在再狭窄形成机制中,CD15发挥重要作用,可将其作为有效的基因治疗靶点。第三部分CD151在人动脉粥样硬化血管中的表达及意义目的:通过检测CD151在人粥样硬化动脉中的表达,探讨CD151在人动脉粥样硬化(AS)形成机制中的作用。方法:取下肢动脉AS病变血管标本和冠状动脉AS病变血管标本(共32份)及正常人动脉标本(15份),以Western blot方法检测CD151蛋白表达水平(以CD151/β-actin相对灰度值定量表示),以免疫组化方法观察其表达分布,比较两组差异,并分析合并的不同危险因素对CD151蛋白表达的影响。结果:AS病变血管的CD151表达显著高于正常人动脉(1.18±0.15 VS 0.77±0.12,P<0.01)。免疫组化分析显示CD151主要在血管平滑肌细胞(VSMC)膜表达。正常人动脉壁的CD151表达主要集中在邻近外膜的中膜层平滑肌;在AS病变的血管壁中,CD151在内膜下及整个中膜层均有表达,其范围明显大于正常人动脉壁;血管壁AS病变越严重,CD151的表达水平越高。年龄、性别、糖尿病、高血压、高脂血症、吸烟等危险因素对CD151的表达无显著影响。结论:CD151在动脉中的高表达与AS密切相关;其主要表达于VSMC,提示CD151在VSMC参与的AS形成过程中可能发挥重要作用。CD151在AS病变血管的表达取决于血管病变程度,而与危险因素无相关。