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第一部分ATRQβ-001疫苗抑制AngⅡ诱导的腹主动脉瘤的有效性研究目的:大量研究数据显示腹主动脉瘤(AAA)与肾素-血管紧张素系统(RAS)关系密切。本课题组前期工作中研发了一种针对人血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)1型受体的多肽疫苗ATRQβ-001。该疫苗不仅能有效降低高血压大/小鼠的血压,对糖尿病肾病、动脉粥样硬化、心衰等RAS活化相关的疾病也有明显的靶器官保护作用。本研究以载脂蛋白E敲除小鼠(Apo E-/-)皮下泵注AngⅡ诱导构建AAA模型,探究ATRQβ-001疫苗对AngⅡ诱导的AAA的有效性。方法:用化学交联剂Sulfo-SMCC将ATR-001多肽与Qβ病毒样颗粒(VLP)耦联,制备成ATRQβ-001疫苗。10周龄的雄性Apo E-/-小鼠随机分成6组:对照组(n=8),血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)组(n=23),替米沙坦组(n=16),肼屈嗪组(n=14),疫苗组(n=21)和Qβ组(n=20)。除对照组外,各组小鼠接受4周的AngⅡ溶液(1.44mg/kg/d)皮下泵注,对照组小鼠接受等量生理盐水泵注。替米沙坦组和肼屈嗪组小鼠于埋泵当日开始以替米沙坦5mg/kg/d或肼屈嗪5mg/kg/d灌胃。疫苗组和Qβ组小鼠给予ATRQβ-001疫苗或等剂量QβVLP皮下多点免疫,首次免疫(第0天)剂量为200μg/只,第14、28天剂量分别为100μg/只。所有小鼠均于周龄15周(第35天)时皮下埋入Alzet微型渗透泵(model 2004)。规律记录小鼠每周体重、埋泵前后血压和血脂变化、每次免疫后疫苗组小鼠滴度变化。于埋泵后28天麻醉处死小鼠,解剖分离主动脉,统计AAA发生率和腹主动脉最大直径,切片染色观察主动脉病理结构变化。结果:AngⅡ泵注后小鼠血压升高并有效诱导AAA形成。和AngⅡ组相比,肼屈嗪组小鼠血压虽明显降低,但AAA发生率及腹主动脉最大直径无明显差异。替米沙坦和ATRQβ-001疫苗可有效降低AngⅡ诱导的血压升高和腹主动脉扩张,降低AAA发生率和破裂死亡率、减轻AAA严重程度。Qβ组未见血压降低和AAA抑制作用。各组体重、血脂水平无明显差异。HE染色和EVG染色显示替米沙坦和ATRQβ-001疫苗能有效保护主动脉管壁完整性、抑制弹力纤维断裂,而肼屈嗪和Qβ未能抑制AngⅡ导致的血管损害。结论:ATRQβ-001疫苗降低小鼠高血压的同时,可有效抑制AngⅡ诱导的AAA的发生率、减轻AAA严重程度。然而,单纯血管扩张剂肼屈嗪并不能抑制AAA形成及进展。第二部分ATRQβ-001疫苗抑制Ca PO4诱导的腹主动脉瘤的有效性研究目的:Ca Cl2诱导的AAA模型及其改良模型(如Ca PO4模型)也是AAA研究常用模型。为弥补单一模型的不足,本研究以C57BL6/J小鼠腹主动脉管周浸润Ca PO4构建AAA模型,进一步验证ATRQβ-001疫苗对AAA的有效性。方法:10周龄的雄性C57BL6/J小鼠随机分成以下5组:对照组(n=11),Ca PO4组(n=14),疫苗组(n=14),Qβ组(n=14)和单克隆抗体组(n=13)。疫苗组小鼠于第0天予以ATRQβ-001疫苗200μg/只皮下多点免疫,第14、28天免疫剂量分别为100μg/只,Qβ组小鼠相应予以等剂量的QβVLP进行免疫。单克隆抗体组小鼠从手术当日开始予以anti-ATR-001单克隆抗体100μg/只、每周一次鼠尾静脉注射给药。所有小鼠均于第35天进行手术,分离暴露腹主动脉后对照组以0.5 mol/L Na Cl 10分钟然后磷酸盐缓冲液(PBS)5分钟纱布管周湿敷,其余4组以0.5 mol/L Ca Cl2 10分钟加PBS 5分钟纱布湿敷。手术结束4周后麻醉处死小鼠,分离主动脉,观察主动脉直径和病理结构的变化。结果:与Ca PO4组相比,疫苗组和单克隆抗体组未见明显的血压降低,但腹主动脉最大直径显著减小,而Qβ组肾下腹主动脉最大直径较Ca PO4组无明显差异。EVG染色显示ATRQβ-001疫苗和anti-ATR-001单克隆抗体有效抑制腹主动脉弹力纤维断裂,茜素红染色显示疫苗组和单克隆抗体组腹主动脉中层钙盐沉积钙化明显减少,Qβ组腹主动脉切片与Ca PO4组相比无明显差异。结论:ATRQβ-001疫苗和anti-ATR-001单克隆抗体能有效抑制Ca PO4诱导的AAA形成和血管中层钙化,其血管保护作用不依赖于血压降低。第三部分ATRQβ-001疫苗抑制腹主动脉瘤的机制研究目的:鉴于AngⅡ诱导的AAA模型与人AAA具有更多的相似性,本研究主要以该模型为基础探讨ATRQβ-001疫苗抑制AAA的作用机制,分别从炎症、血管平滑肌表型转化、细胞外基质降解和AT1R信号调控等方面进行探讨阐述,并于体外以anti-ATR-001单克隆抗体在小鼠主动脉平滑肌细胞系和巨噬细胞系上予以进一步研究。方法:酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清IL-1β、IL-6水平,实时定量聚合酶链反应(q RT-PCR)检测主动脉组织炎症相关基因表达,免疫组织化学染色检测腹主动脉瘤体或主动脉相应部位骨桥蛋白(OPN)、巨噬细胞标志CD68、基质金属蛋白酶MMP2和9、细胞外基质蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)的表达,明胶酶谱法检测主动脉基质金属蛋白酶活性,免疫荧光检测主动脉血管平滑肌收缩表型相关蛋白的表达。体外培养小鼠主动脉平滑肌细胞系(MOVAS)和小鼠巨噬细胞系(RAW264.7),检测anti-ATR-001单克隆抗体对AngⅡ诱导的血管平滑肌细胞表型转化和蛋白酶分泌的抑制作用。并将AngⅡ刺激后的MOVAS与RAW264.7共培养,验证anti-ATR-001单克隆抗体对病理状态平滑肌细胞诱导的巨噬细胞迁移的抑制作用。激光共聚焦证实anti-ATR-001单克隆抗体与细胞表面AT1R受体结合,蛋白免疫印迹(western blot)检测anti-ATR-001单克隆抗体对AngⅡ诱导的血管平滑肌细胞AT1R表达上调和AT1R下游ERK、AKT等信号活化。结果:1、与AngⅡ组相比,ATRQβ-001疫苗可有效抑制循环和血管组织的炎症反应;2、体内、体外实验均证实ATRQβ-001疫苗及anti-ATR-001抗体明显抑制平滑肌由收缩型向分泌型转化以及巨噬细胞浸润、细胞外基质降解;3、anti-ATR-001抗体有效结合AT1R并抑制AngⅡ诱导的AT1R表达及下游信号转导。结论:ATRQβ-001疫苗可有效抑制AngⅡ引起的血管损害,抑制AAA病理生理变化。其具体机制主要是通过对AT1R的抑制作用,减轻炎症反应、抑制平滑肌表型转化、抑制病理状态下平滑肌与巨噬细胞的相互作用及细胞外基质蛋白的降解来发挥作用。