切应力与内皮细胞关系研究进展

血管内皮细胞具有活跃的分泌、合成和代谢功能，可产生多种细胞因子和生物活性物质，调节机体的生理功能。而血液流动产生的切应力对内皮细胞的作用极为重要。本文就切应力改变影响内皮细胞功能的研究进行综述。     

流体切应力作用下乙醇对血管内皮细胞HSP70表达的影响

目的探讨在流体切应力作用下不同浓度的乙醇对血管内皮细胞HSP70表达的影响。方法不同浓度的乙醇分别在静止状态下和1 Pa切应力下作用于培养的EA．Hy926内皮细胞1h、2h、4h、6h,不加乙醇组为对照组,用免疫组化SP法观察内皮细胞HSP70的表达。结果对照组在静止状态下无HSP70的表达,在1 Pa切应力作用4h后可见表达;50mg／dL乙醇组不管在有无切应力作用下表达HSP70与对照组的差异均无统计学意义;150mg／dL和300mg／dL乙醇组在静止状态下作用于内皮细胞4h和2h可见HSP70表达,在1 Pa切应力作用下表达明显增强。绪论中、高浓度的乙醇与流体切应力的联合作用能明显增强内皮细胞HSP70的表达,同时与作用时间也有密切关系。     

切应力作用下脐静脉内皮细胞的流变特性

用流室法研究人工培养脐静脉内皮细胞在切应力作用下的变形特性。对脐静脉内皮细胞分别施加０．６、３．８及７．５Ｐａ的切应力，作用１２小时，通过实时显微观测和计算机图象分析，结果证明切应力为３．８或７．５Ｐａ。作用１２小时后内皮细胞被拉长，长轴与流场方向一致，并且内皮细胞的拉长与定向程度，切应力大小及其作用时间的长短有关。     

切应力作用下脐静脉内皮细胞的流变特性

用流室法研究人工培养脐静脉内皮细胞在切应力作用下的变形特性。对脐静脉内皮细胞分别施加０．６、３．８及７．５Ｐａ的切应力，作用１２小时。通过实时显微观测和计算机图象分析，结果证明切应力为３．８或７．５Ｐａ，作用１２小时后内皮细胞被拉长，长轴与流场方向一致；并且内皮细胞的拉长与定向程度、切应力大小及其作用时间的长短有关。     

切应力对PLGA膜片上内皮细胞形态及功能的影响

目的:探讨血管生物反应器中切应力作用下血管内皮细胞(ECs)在PLGA膜片的生长情况.方法:接种血管ECs于可降解基质膜片PLGA上,施加不同切应力,观察细胞生长情况及分泌情况.结果:在培养5～7 d后,ECs生长良好,形态略有伸长,细胞整体上有沿流体方向改变形态的趋势.ECs在PLGA膜片上NO的分泌量为(0.875±0.011)×10-9mol/min.结论:PLGA材料对细胞亲和力较好.ECs释放NO等血管活性物质功能正常.为进一步开展采用生物反应器体外构筑组织工程血管及探索提高组织工程血管内膜层抗血流冲击能力提供实验数据.     

流体切应力对大鼠血管平滑肌细胞凋亡的影响

目的探讨流体切应力（SS）对体外培养的血管平滑肌细胞（VSMC）形态学影响。方法运用倒置相差显微镜和免疫组化ABC方法对VSMC进行鉴定，采用荧光显微镜和TuNEL—AP方法观察其变化。结果组织块贴壁法培养的VSMC呈典型的长梭形，α—actin染色显示95％以上VSMC呈阳性；SS强度分别为1．041、4．767和10．389dyne／cm^2冲击VSMC12h其凋亡百分率分别为（1．56±0．28）％、（1、95±0．23）％和（2、62±0．49）％，而对照组分别为（0、61±0．12）％、（0．55±0．16）％和（0、64±0．24）％，两组比较差异有统计学意义（P〈0.01），随着冲击时间的延长凋亡细胞有进一步增多的趋势。结论VSMC大量凋亡可由SS所诱导，颅内动脉瘤组织内VSMC过度凋亡可能与局部升高的SS密切相关。     

阶跃切应力对内皮细胞释放前列环素的影响

采用流室定量研究阶跃切应力内皮细胞释放前列环素（ＰＧＩ２）的影响。结果提示：在活体中血液流变学因素－血流切应力对血管内皮细胞释放前列环素有促进作用。     

切应力对内皮细胞一氧化氮合酶及细胞凋亡的影响

目的探讨切应力作用对体外培养的牛胸主动脉内皮细胞一氧化氮合酶(eNOS)蛋白表达和细胞凋亡的影响。方法体外培养牛胸主动脉内皮细胞，采用平行平板流动腔装置模拟体内血流切应力(5dynes／cm^2和25dynes/cm^2)作用于内皮细胞12h，采用Western blot分析和DNA片段凝胶电泳，观察不同切应力对体外培养的血管内皮细胞eNOS蛋白表达和细胞凋亡的影响。结果静息状态下，体外培养的牛胸主动脉内皮细胞呈多角形“铺路石”状排列，形态大小均匀。不同切应力(5，25dyne／cm^2)作用12h后，血管内皮细胞形态学未见明显改变。但与静止状态细胞的基础水平相比，Western blot分析发现，牛胸主动脉血管内皮细胞eNOS蛋白表达在低切应力时降低；低切应力还可诱导血管内皮细胞发生凋亡，凝胶电泳检测出现明显的DNA梯形带；但在高切应力(25dynes／cm^2)作用下，内皮细胞eNOS表达水平与未处理组接近，而且DNA片段凝胶电泳也未见明显凋亡现象。结论低切应力可降低内皮细胞eNOS蛋白表达和诱导内皮细胞凋亡，提示低切应力可能是导致血管内皮细胞eNOS表达降低和细胞凋亡的重要因素。     

雌激素对低切应力作用下内皮细胞基因表达谱的影响

目的 研究雌激素对低切应力作用下人脐静脉内皮细胞基因表达谱的影响,探讨雌激素对内皮细胞保护作用的机制。方法 用含4096点的cDNA芯片高通量、大范围、高效率地检测经17β-雌二醇(10^-7mol／L)孵育48h后再行低切应力(4．20dyne／cm^2,2h)作用后的人脐静脉内皮细胞的基因表达谱情况。结果 先用雌激素孵育再行低切应力处理的内皮细胞与未经任何处理的对照组比较,共有384条基因出现差异表达,约占芯片基因总数的0．094％。其中226条基因表达增加,158条基因表达下降。在表达上调的基因中其转录产物涉及PGI2合成、单核／巨噬细胞的吞噬作用等;在表达下调的基因中其转录产物涉及纤维蛋白原的降解、原癌基因产物的生成等。结论 生理浓度的雌激素对损伤内皮细胞有保护作用,其机制涉及到多种基因的调节。     

切应力诱导大鼠颈动脉内皮细胞组织因子表达的检测与分析

目的在体研究切应力诱导内皮细胞TF基因表达变化规律及其机制。方法54只SD大鼠随机分为对照组和颈动脉狭窄组,狭窄组有又分为0.5、1、3、6、12 h、1、3、7 d 8个时相点,套扎法建立左颈总动脉狭窄模型,术后不同时相点用原位杂交和免疫组化法检测TF、Egr、Sp-1的mRNA和蛋白,用图像分析系统测定内膜平均灰度,进行统计学分析。结果正常对照组内皮细胞TF、Egr-1、Sp-1的mRNA和蛋白弱表达,狭窄30 m in后,内皮细胞胞浆组织因子基因mRNA转录和蛋白合成升高,与对照组比较均有显著性差异(P<0.05)。内皮细胞胞核和胞浆的Sp-1和Egr-1基因mRNA转录和蛋白合成均有显著性增加(P<0.05),但以Egr-1增加更显著(P<0.05),其变化趋势与组织因子基因mRNA转录、组织因子基因蛋白合成的变化趋势相同。TF mRNA和蛋白6 h达到峰值,Egr-1 mRNA和蛋白3 h达到峰值,Sp-1 mRNA和蛋白1 h达到峰值,与邻近组比较差异显著(P<0.05)。结论切应力是内皮细胞组织因子基因表达上调的触发因素之一,切应力激活TF与转录因子Egr-1和Sp-1介导有关。     

层流切应力通过miRNAs抑制内皮细胞增殖

血管内皮细胞功能与心血管疾病发生及发展关系密切,血管内层流剪切应力由于血流层流与血管壁摩擦产生,可减少内皮细胞炎症发生及抑制内皮细胞增殖。微RNA(miRNA)是一系列高度保守非编码家族性小RNA,可在基因转录后水平调节目标信使RNA(mRNA)基因表达,参与调控血管内皮细胞功能。目前认为剪切应力可通过调控miRNA表达,从而发挥对血管内皮细胞功能调节作用。其中层流切应力可上调miR-19A、miR-101等发挥影响细胞周期进而抑制内皮细胞增殖已得到证实。     

层流低切应力刺激对人脐静脉血管内皮细胞Toll样受体mRNA表达的影响

目的用RT-PCR和Northern杂交技术,评价层流低切应力刺激对人脐静脉血管内皮细胞Toll样受体(TLR-4)信号受体表达的影响。方法用未刺激和经42μN/cm2处理1 h的脐静脉血管内皮细胞提取总RNA,采用RT-PCR和Northern杂交技术观察切应力刺激1 h人脐静脉血管内皮细胞TLR-2和TLR-4 mRNA的表达情况。结果RT-PCR和Northern杂交均显示,层流低切应力刺激1 h后血管内皮细胞TLR-4表达增强,TLR-2几乎无变化。结论层流低切应力可引起人脐静脉内皮细胞TLR-4mRNA表达增加,提示炎症信号受体TLR-4可能介导层流切应力诱导的血管内皮细胞某些效应基因的表达。     

流体切应力作用于间充质干细胞对其内皮分化后细胞间黏附因子1表达的影响

目的探讨流体切应力作用于成体骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）后,其定向内皮诱导所得细胞的细胞间黏附因子1（intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1）的表达变化。方法体外培养大鼠骨髓MSCs,于流室系统中加载不同强度的流体切应力后,将其向内皮细胞系诱导,以荧光实时定量RT-PCR检测所得细胞ICAM-1的mRNA表达水平,以流式细胞仪检测ICAM-1蛋白表达水平,并进一步观察细胞传代后ICAM-1mRNA及蛋白表达水平变化。结果大鼠MSCs经过流动加载后,定向内皮诱导所得细胞的ICAM-1mRNA及蛋白表达水平均较静态对照组有所升高（P〈0.05）,但当细胞传代后,ICAM-1蛋白水平回落至对照组水平（P〉0.05）,而mRNA表达水平继续升高。结论流体切应力能增加MSCs来源的内皮细胞黏附因子的表达,证实了血流动力学因素在动脉粥样硬化发病机制中所起的重要作用。     

梯度切应力对血管内皮细胞增殖、迁移及Connexin43表达的影响

目的:研究流体切应力空间梯度和均匀切应力对血管内皮细胞(Ecs)增殖、迁移和对Connexin43表达的影响,为阐明切应力诱导支架内再狭窄分子机制提供一些实验依据。方法:将脐静脉内皮细胞置于平行平板流动腔系统,分别施加11dyn/cm2的均匀切应力(矩形组)和15～6.6dyn/cm2范围、梯度分别为1.5 dyn/cm3和3 dyn/cm3的切应力,加载时间为6 h、12 h、24 h,以静态条件下培养的Ecs为对照组(静止组)。检测梯度切应力对Ecs增殖、迁移能力的影响及免疫印迹法(Western Blotting)检测6 h、12 h和24 h的定量表达情况。结果:①梯度切应力受力组的EC在受力6 h后进入S期与G2+M期的细胞明显多于静止组与矩形受力组(P<0.05)。②同静止组和矩形受力组相比,切应力梯度组ECs 24 h的迁移(68±15vs35±4vs33±7,P<0.01,n=9)能力显著提高。③免疫印迹结果显示:同矩形受力和静止组相比,Ecs受切应力梯度作用受力6 h开始Connexin43表达水平就显著增高(P<0.01,P<0.05),且这种较高的表达水平延续至24 h。结论:切应力通过上调Con-nexin43表达促进了Ecs增殖、迁移,提示connexin信号通路参与了切应力条件下Ecs增殖、迁移过程的信号转导。     

切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的形态学

目的：观察生理切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗应力能力。方法：应用内皮细胞与血管平滑肌细胞联合培养模型和流动腔系统,以倒置相差显微镜及电镜观察生理切应力作用下的联合培养的内皮细胞的形态及超微结构。结果：０．２ｍＮ／ｃｍ＾２和０．４ｍＮ／ｃｍ＾２切应力作用２４ｈ,绝大多数内皮细胞均沿切应力方向发生重排,细胞内肌动蛋白微丝形成与切应力方向平行的应力纤维。２４ｈ后,内皮细胞未见明显脱落。结论：联合培养条件下,内皮细胞重排程度与切应力大小有关。切应力越大,重排程度越高,提示内皮细胞抗应力能力增强。     

切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的前列环素分泌变化

目的：研究切应力作用下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗凝血功能。方法：应用流动腔系统,对与平滑肌细胞联合培养的同皮细胞施加生理大小的切应力,以放免分析法检测内皮细胞分泌ＰＧＩ２的变化。结果：ＰＧＩ２峰值释放速率及稳定释放速率随切应力的增大而增高,峰值释放速率的衰减常数（ｔ１／２）随切应力的增大而减小。结论：切应力作用下,与平滑肌细胞联合培养的内皮细胞的抗凝血功能增强。     

流体切应力对年轻和老年大鼠肠系膜微动脉eNOS表达和NO释放量的影响

目的观察流体切应力引起的年轻和老年大鼠肠系膜微动脉内皮型一氧化氮合酶（eNOS）表达和一氧化氮（NO）释放量改变对血管老化的作用。方法采用选择性结扎年轻（6月龄）和老年（24月龄）大鼠肠系膜微动脉产生不同的流体切应力,制备正常和高流体切应力（NF和HF）微动脉灌流模型,术后3周分离血管测定年轻和老年大鼠NF和HF肠系膜微动脉NO的释放量及其限速酶eNOSmRNA和总蛋白及磷酸化蛋白的表达。结果增加流体切应力后,血管eNOSmRNA和蛋白质表达水平增加,NO释放量增多。结论流体切应力可以改变eNOS的表达及NO的释放量,从而改善老年大鼠微动脉的功能。     

高速投射物所致流体扰动和创伤血清对培养血管内皮细胞的影响

利用体外模拟循环管路和远达效应动物模型，观察致伤瞬间流体扰动和创伤血清对培养的猪主动脉内皮细胞（ＶＥＣ）的作用特点，探讨这两种致伤因素在损伤ＶＥＣ过程中的关系。发现高速投射物所致流体扰动可使ＶＥＣ的结构和功能发生明显改变。表现为ＶＥＣ膜破裂或皱缩；局灶性胞浆疏松、水肿；胞浆内空泡增多，细胞器离散、数目减少。内皮细胞生成和释放的６－ｋｅｔｏ－ＰＧＦ１α明显降低，ＡＣＥ、ＥＴ和ｆⅧＲ：Ａｇ显著增加。猪发生远达效应后，其４、６ｈ血清也可使ＶＥＣ结构和功能发生类似改变，但没有扰动流体所致ＶＥＣ结构和功能的改变严重。提示高速投射物致伤机体瞬间，循环管路内剧烈扰动的流体已可造成远隔部位组织脏器微血管内皮的损伤，这可能为远达效应的发生创造了条件。创伤后神经体液因子的改变则促使这种损伤进一步加剧，并为创伤后某些严重并发症的发生发展提供了病理形态学和病理生理学基础     

大鼠狭窄血管内皮细胞组织因子表达的检测

目的研究大鼠血管狭窄处内皮细胞组织因子(tissue factor,TF)的表达规律。方法将45只SD大鼠(重量320±18.5 g)随机分为对照组和颈动脉狭窄组,狭窄组又分为0.25、0.5、1、2、4、8、16、24 h,8个时相,套扎法建立左颈总动脉狭窄模型,应用数字减影血管造影和多普勒血流仪在体测定切应力及血流量。术后不同时相点用原位杂交和免疫组化法,检测TF的mRNA和蛋白表达。应用图像分析系统,测定内膜平均灰度,进行统计学分析。结果正常对照组内皮细胞TF的mRNA转录和蛋白合成微弱;狭窄15 min后,内皮细胞胞浆TF基因mRNA转录和蛋白合成升高,与对照组比较均有显著性差异(P0.01)。TF基因mRNA转录和蛋白合成,4 h达到峰值,与邻近组比较具有显著性差异(P0.01)。结论血管狭窄后,切应力能够早期诱导动脉狭窄处内皮细胞TF基因表达。     

流体切应力下IL—8对中性粒细胞的作用

目的 考察中性粒细胞在不同类型流型场中对IL-8的各种响应强度变化及其相互关系。方法 采用IL-8和稳定剪切流或正弦援荡剪切流同时对中性粒细胞作用1分钟后,用流式细胞术测定中性粒细胞CD18,CD62L表达和F-actin含量;以荧光染料Fura2/AM标记细胞内游离钙离子([Ca^2 ]i),用荧光分光光度计测定([Ca^2 ]i)。结果 流体切应力较大程度地影响IL-8作用下中性粒细胞表面粘附分子的表达,CD18升高,CD62L大幅度脱落,这一变化与切应力的大小,型式等没有明显的关系;另一方面,流体场中IL-8作用的中性粒细胞内F-actin含量随切变率的升高而迅速下降,继而回升,在切变率达600s^-1,已回复到无切应力时的对照水平;([Ca^2 ]i)在IL-8和流体切应力的双重作用下先大幅下降,而后迅速回升到对照水平。结论 流体切应力在很大程度上影响了IL-8对中性料细胞的激活作用,调节了中性粒细胞反应强度。细胞内游离子浓度的变化最敏感,变化幅度最大,这与其第二信使作用相符合。