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      急性腦梗死患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶-9與頸動(dòng)脈斑塊及血管內(nèi)皮功能的相關(guān)性

      2016-09-12 03:36:25姚漢云文芳董新宇
      神經(jīng)損傷與功能重建 2016年1期
      關(guān)鍵詞:蛋白酶內(nèi)皮頸動(dòng)脈

      姚漢云,文芳,董新宇

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      ·論著·

      急性腦梗死患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶-9與頸動(dòng)脈斑塊及血管內(nèi)皮功能的相關(guān)性

      姚漢云1,文芳2,董新宇3

      目的:探討血清基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)表達(dá)與急性腦梗死(ACI)頸動(dòng)脈斑塊及血管內(nèi)皮功能的相關(guān)性。方法:ACI患者126例,經(jīng)頸動(dòng)脈行彩超診斷分為無(wú)斑塊(NCP)組40例、穩(wěn)定斑塊(SCP)組44例及不穩(wěn)定斑塊(UCP)組42例,采用ELISA測(cè)定血清中MMP-9、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF),采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)血漿中內(nèi)皮顆粒,RT-PCR測(cè)定MMP-9 mRNA、VEGF mRNA表達(dá),Logistic回歸分析MMP-9與血管內(nèi)皮功能相關(guān)性。結(jié)果:ACI患者在住院后第2天和第15天的血清中MMP-9、TIMP-1、VEGF均呈現(xiàn)不同程度的升高,其中SCP組、UCP組的MMP-9、TIMP-1、VEGF與NCP組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);NCP組中CD31+/CD42-陽(yáng)性率為12.34%,SCP組、UCP組分別為28.22%、43.17%,與NCP組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),SCP組與UCP組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);UCP組的MMP-9 mRNA、VEGF mRNA均明顯高于NCP組、SCP組。結(jié)論:腦梗死患者M(jìn)MP-9的表達(dá)與VEGF表達(dá)呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系,其表達(dá)量隨著腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊的不穩(wěn)定性增加出現(xiàn)明顯的升高趨勢(shì),其表達(dá)量與內(nèi)皮細(xì)胞受損程度呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。

      血清基質(zhì)金屬蛋白酶-9;急性腦梗死;頸動(dòng)脈斑塊;血管內(nèi)皮

      動(dòng)脈粥樣硬化是引起腦梗死、冠心病的病變發(fā)生基礎(chǔ),動(dòng)脈粥樣硬化形成的斑塊引起頸動(dòng)脈狹窄,斑塊破裂是引起腦梗死的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。不穩(wěn)定斑塊(unstable carotid plaque,UCP)會(huì)隨著血液流經(jīng)心腦血管,引起栓塞,從而引起心肌梗死或者腦梗死。目前,多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)粥樣硬化斑塊的破裂與基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的表達(dá)增多有密切關(guān)系[2],UCP中MMP-9高表達(dá)會(huì)刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)高表達(dá),進(jìn)而引起斑塊出現(xiàn)纖溶,導(dǎo)致斑塊松動(dòng)、破裂。我院發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的腦梗死患者血清中炎性細(xì)胞因子表達(dá)異常。但是,動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展不同階段與MMP-9表達(dá)的相關(guān)性,MMP-9在腦梗死患者發(fā)展的不同階段與血管內(nèi)皮功能的關(guān)系目前報(bào)道較少。本研究旨在探討MMP-9在腦梗死患者發(fā)展的不同階段與血管內(nèi)皮功能的關(guān)系,報(bào)道如下。

      1 資料與方法

      1.1一般資料

      選擇2012年4月至2013年7月在我院神經(jīng)內(nèi)科住院的急性腦梗死(acute cerebral infarction,ACI)患者126例,均符合衛(wèi)生部制定的《中國(guó)腦血管病防治指南》診斷標(biāo)準(zhǔn)[3],男71例,女55例;年齡47~78歲,平均(64.2±8.9)歲。所有患者根據(jù)頸動(dòng)脈彩超結(jié)果分為3組:①無(wú)斑塊(no carotid plaque,NCP)組40例,男23例,女17例;平均年齡(64.1±9.1)歲;腦梗死體積(9.23±3.36)cm3;②穩(wěn)定斑塊(stable carotid plaque,SCP)組44例,男25例,女19例;平均年齡(65.4± 8.9)歲;腦梗死體積(9.37±3.41)cm3;③UCP組42例,男23例,女19例;平均年齡(65.9±10.6)歲;腦梗死體積(9.47±3.69)cm3。各組腦梗死體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。另外選取來(lái)院經(jīng)體檢合格的患者39例為對(duì)照組,男22例,女17例;平均年齡(66.2±10.5)歲,無(wú)頸動(dòng)脈內(nèi)膜增厚,血液指標(biāo)檢測(cè)均正常。受試者入院后均進(jìn)行空腹血糖、血脂、頸動(dòng)脈彩超及肝腎功能檢測(cè),且簽訂知情協(xié)議書(shū)。4組年齡、性別方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

      1.2方法

      1.2.1頸動(dòng)脈超聲檢查[4]采用GE Ultrasound Vivid 8型彩色多普勒超聲儀檢查患者頸總動(dòng)脈雙側(cè)、分叉部位以及頸內(nèi)動(dòng)脈等,分析判斷頸動(dòng)脈有無(wú)斑塊以及斑塊性質(zhì)。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):①測(cè)量頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(intima-media thickness,IMT),IMT<1.0 mm為正常,IMT 為1.0~1.5 mm為增厚,IMT≥1.5 mm為斑塊形成;綜合考慮殘余管徑、血流速度、頻譜形態(tài)、彩色血流情況等評(píng)估狹窄率;②根據(jù)斑塊回聲強(qiáng)度及病理學(xué)檢測(cè)分析斑塊性質(zhì):脂質(zhì)型軟斑塊、纖維型斑塊、鈣化型硬斑塊及潰瘍型斑塊4種,其中纖維型斑塊、鈣化型硬斑塊為SCP,脂質(zhì)型軟斑塊與潰瘍型斑塊為UCP。

      1.2.2樣本采集和處理 受試者在入院后次日清晨及15 d后清晨空腹取肘靜脈血3 mL,在無(wú)菌離心管中以2 000 r/min離心30 min,收集血清,保存于-70℃冰箱中待檢。

      1.2.3血清中相關(guān)因子檢測(cè) 采用ELISA法檢測(cè)血清中MMP-9、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)及VEGF,操作方法嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)執(zhí)行。

      1.2.4血漿內(nèi)皮微顆粒(endothelial microparticles,EMP)檢測(cè) 受試者在入院后次日清晨及15 d后清晨空腹另取肘靜脈血3 mL置于真空EDTA-K2抗凝管中,以1 000r/min離心獲取富血小板血漿,然后以1 800r/min離心7 min獲取血小板貧瘠血漿。取其中50 μL血小板貧瘠血漿,加入特異性熒光抗體(CD31+/CD42-),在室溫下孵育30 min后,加入1 mL及5 μL Flow-CountTM熒光微球即上流式細(xì)胞儀待測(cè)。收集6 000個(gè)顆粒后停止計(jì)數(shù),獲得EMP的所占百分含量。

      1.2.5熒光定量 PCR測(cè)定 MMP-9 mRNA、VEGF mRNA ①血漿中總RNA提?。簩CI患者各取200 μL血漿,加入10 μL的Proteinase K消化液進(jìn)行消化,然后按照Trizol LS試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行后續(xù)操作,使用NanoDrop 1000檢測(cè)血漿中總RNA的濃度。②MMP-9 mRNA、VEGF mRNA測(cè)定:將所提總RNA進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳確定有無(wú)降解。采用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)吸光度值,以此為RNA含量。RT條件為:37℃孵育1.5 h,95℃進(jìn)行5 min。將PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳和拍照,采用光密度掃描儀進(jìn)行掃描,以GAPDH的光密度值作為參照,計(jì)算MMP-9 mRNA、VEGF mRNA光密度值與其對(duì)比所得相對(duì)值。引物序列:MMP-9正向 引物為 5'-GCGGATCCAGCGCCCAGAGAGACAC-3',MMP-9反向引物為5'-TTAAGTTCCACTCCGGGCAGGATT-3';VEGF正向引物為5'-AAGATCCGCAGACGTGTAAATGTT-3',VEGF反向引物為5'-CGGCTTGTCACATGCAAGTA-3';NAPDH正向引物為5'-CGGAGTCAACGGATTTGGTCGTAT-3',NAPDH反向引物為5'-GCCGATAGTGATGACCTGACCGT-3'。

      1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

      采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包及ImageJ4.2對(duì)數(shù)據(jù)及圖片進(jìn)行處理;對(duì)計(jì)量資料采用t檢驗(yàn),計(jì)量結(jié)果以()表示,計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn),相關(guān)性分析采用Logistic回歸分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      2 結(jié)果

      2.1病歷資料比較

      ACI患者與對(duì)照組在收縮壓、舒張壓、年齡及空腹血糖等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),體質(zhì)指數(shù)及血脂相關(guān)指標(biāo)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1。

      表1 各組臨床資料比較()

      表1 各組臨床資料比較()

      注:與對(duì)照組比較,①P<0.05;與NCP組比較,②P<0.05

      組別 例數(shù) 收縮壓/mmHg舒張壓/mmHg 體質(zhì)指數(shù)/ (kg/m2)空腹血糖/ (mmol/L)對(duì)照組 39 124.8±10.3 78.1±7.9 22.4±4.8 4.7±1.1 1.2±0.4 1.7±0.4 5.0±1.2 NCP組 40 126.7±11.5 82.7±9.7 24.3±5.3 5.1±1.1 2.2±0.5 1.5±0.4 5.3±1.4 SCP組 44 129.8±10.3 85.7±10.1 26.9±4.7① 5.2±1.2 2.2±0.5 1.4±0.3 5.1±1.7 UCP組 42 130.5±10.3 83.9±10.6 25.1±4.8① 5.7±1.3① 2.9±0.7①② 1.7±0.3 5.2±1.4總膽固醇/ (mmol/L)甘油三酯/ (mmol/L)高密度脂蛋白/(mmol/L)

      2.2血清中相關(guān)因子檢測(cè)結(jié)果比較

      ACI患者在住院后第2天清晨的血清中MMP-9、TIMP-1、VEGF均不同程度升高,其中SCP組、UCP組與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),UCP組的MMP-9、TIMP-1、VEGF與NCP組相比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);15 d后,上述指標(biāo)均有所下降,SCP組及UCP組與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05),見(jiàn)表2。

      2.3血漿EMP結(jié)果分析

      NCP組中CD31+/CD42-陽(yáng)性率為12.34%,SCP組、UCP組分別為28.22%、43.17%,與NCP組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);SCP組與UCP組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)圖1。

      2.4血漿中MMP-9 mRNA、VEGF mRNA表達(dá)情況

      UCP組血漿中VEGF-mRNA水平最高,其次為SCP組,NCP組最低,SCP組、UCP組血漿中VEGF-mRNA高于NCP組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05);UCP組患者的MMP-9 mRNA水平最高,其次為NCP組,SCP組最低,SCP組與NCP組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),NCP組與UCP組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)圖2。

      2.5MMP-9與血管內(nèi)皮功能相關(guān)性

      ACI患者M(jìn)MP-9與VEGF呈正相關(guān)(SCP組:r= 0.786,P=0.000;UCP組:r=0.986,P=0.000);與TIMP-1呈正相關(guān)(SCP組:r=0.751,P=0.000;UCP組:r=0.901,P=0.000);與EMP表達(dá)率呈正相關(guān)(SCP組:r=0.867,P=0.000;UCP組:r=0.948,P=0.000)。

      表2 各組MMP-9、TIMP-1、VEGF比較()

      表2 各組MMP-9、TIMP-1、VEGF比較()

      注:與對(duì)照組比較,①P<0.05;與NCP組比較,②P<0.05;與SCP組比較,③P<0.05

      圖1 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)ACI患者血漿EMP結(jié)果

      圖2 RT-PCR檢測(cè)血漿中MMP-9 mRNA、VEGF mRNA(A)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果(B)

      3 討論

      心腦血管病的病因病理是目前研究的熱點(diǎn),其中動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成及其穩(wěn)定性的影響因素越來(lái)越受到眾多學(xué)者的重視[5]。本研究發(fā)現(xiàn),入院的126例ACI患者中有86例(68.5%)出現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊,其中不穩(wěn)定斑塊42例(33.3%),這提示,頸動(dòng)脈斑塊在動(dòng)脈粥樣硬化引起的腦梗死或缺血性腦血管病中起重要作用,因此在臨床上檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化患者頸動(dòng)脈斑塊的形成及破裂有重要的意義。MMPs是一種鋅離子依賴性的蛋白酶超家族,在降解心腦血管系統(tǒng)的細(xì)胞外基質(zhì)中起重要作用,可被體內(nèi)多種細(xì)胞分泌,如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞等[6]。MMP-9也被稱為明膠酶B,主要參與血管新生、炎癥反應(yīng)及多種惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移等[7]。有研究證實(shí),冠脈旋切術(shù)斑塊中MMP-9呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài),尤其在不穩(wěn)定型心絞痛患者斑塊中的表達(dá)率更高[8]。本研究采用ELISA測(cè)定血清中MMP-9的表達(dá)發(fā)現(xiàn),住院后48 h內(nèi),對(duì)照組中該蛋白的表達(dá)量明顯低于ACI患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);UCP組其表達(dá)量明顯高于NCP組及SCP組?;颊咴谌朐?5 d后,MMP-9的表達(dá)量降低,這一結(jié)果尚未能做出更好解釋,但ACI患者血清中MMP-9的表達(dá)仍高于對(duì)照組。這提示,MMP-9在隨著動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展期表達(dá)量呈升高趨勢(shì),這也印證了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)越不穩(wěn)定,發(fā)生腦梗死的可能性將越大。

      基質(zhì)金屬蛋白酶組織-抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)是MMPs家族中內(nèi)源性特異性抑制因子,當(dāng)MMP-TIMP以復(fù)合體的形式結(jié)合后,將阻斷MMPs與底物的結(jié)合,從而抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解[9]。TIMP-1是MMP-9、MMP-1特異性結(jié)合的糖基化蛋白[10]。本研究顯示不穩(wěn)定頸動(dòng)脈斑塊中MMP-9、TIMP-1及MMP-9/TIMP-1比值明顯增加,與既往的報(bào)道基本一致。本研究發(fā)現(xiàn)UCP組血清中TIMP-1相對(duì)于NCP、SCP組高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而NCP組和SCP組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這提示TIMP-1的急劇增加是不穩(wěn)定斑塊破裂的原因所在。

      VEGF是重要的促血管新生因子,通過(guò)與內(nèi)皮細(xì)胞特異性結(jié)合,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、血管形成等[11]。研究顯示,在動(dòng)脈粥樣硬化等多種疾病中,VEGF參與病理性的血管新生,在不穩(wěn)定頸動(dòng)脈斑塊中VEGF染色陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目表達(dá)量增多[12],因此,目前有學(xué)者認(rèn)為斑塊處新生血管的增多是導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)甚至破裂的原因[13,14]。有研究顯示缺氧及炎性反應(yīng)是促進(jìn)斑塊內(nèi)VEGF表達(dá)的主要原因,MMP-9、MMP-1在炎性反應(yīng)中起重要作用[15,16]。本研究通過(guò)RT-PCR分析血漿中MMP-9 mRNA、VEGF mRNA表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)UCP組血漿中兩者的表達(dá)量明顯高于SCP組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Logistic分析發(fā)現(xiàn),MMP-9的表達(dá)與VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)。這提示,腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊的不穩(wěn)甚至破裂與MMP-9和VEGF協(xié)同作用有關(guān)。EMP是直接反映血管內(nèi)皮受損的標(biāo)志,其在多種疾病,如動(dòng)脈粥樣硬化、全身炎癥反應(yīng)綜合征、糖尿病等表達(dá)均明顯增高。本研究顯示,UCP組EMP CD31+/CD42-表達(dá)明顯高于SCP組。本研究未采集對(duì)照組血漿行流式細(xì)胞術(shù)和RT-PCR檢測(cè),因此有一定欠缺。

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      (本文編輯:王晶)

      Correlation of Serum Matrix Metalloproteinase-9 and Carotid Artery Plaques and Endothelial Function in Acute Cerebral Infarction Patients

      YAO Han-yun1,WEN Fang2,DONG Xin-yu3.1.Department of Neurology,Wuhan No.1 Hospital,Wuhan 430022,China;2.Department of Neurology,Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,China;3.Wuhan University Hospital,Wuhan 430072,China

      AbstractObjective:To investigate the correlation of serum matrix metalloproteinase-9(MMP-9)expression with carotid plaques and vascular endothelial function in acute cerebral infarction(ACI)patients.Methods:One hundred and twenty-six ACI patients diagnosed by the carotid artery ultrasound were divided into Groups No-plaque(NCP,n=40),Stable-plaque(SCP,n=44),and Unstable-plaque(UCP,n=42).ELISA was used to detect serum MMP-9,tissue inhibitor of metalloproteinase-1(TIMP-1),and vascular endothelial growth factor(VEGF). Endothelial plasma particles were measured by flow cytometry.And the expressions of MMP-9 mRNA, VEGF-mRNA were detected by RT-PCR.The correlation of MMP-9 with vascular endothelial function was analyzed byLogisticregression.Results:The serum MMP-9,TIMP-1,VEGF expressions were increased in ACI patients on days 2 and 15 after hospitalization.Compared with the NCP group,the levels of MMP-9,TIMP-1,and VEGF in the groups SCP and UCP were significantly different(P<0.05).The positive rate of CD31+/CD42-was 12.34%in the NCP group,while 28.22%in the SCP group,43.17%in the UCP group(P<0.05).with a significant difference between the SCP group and the UCP group(P<0.05).The expressions of MMP-9 mRNA,VEGF mRNA in the UCP group were significantly higher than those in the groups NCP and SCP.Conclusion:The expressions of MMP-9 in the ACI patients correlate with VEGF expression,which are up-regulated with the increased instability of carotid artery plaques in patients with cerebral infarction.The expressions of MMP-9 correlate with the damage of endothelial cells.

      serum matrix metalloproteinase-9;acute cerebral infarction;carotid plaque;vascular endothelial

      R741;R741.02

      A

      10.16780/j.cnki.sjssgncj.2016.01.006

      1.武漢市第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

      武漢430022

      2.武漢大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

      武漢430060

      3.武漢大學(xué)醫(yī)院

      武漢430072

      2014-07-09

      姚漢云

      hbyan1979@126. com

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