低切应力对体外培养动脉形态学重建的影响

目的 研究低切应力对血管的生物学作用，探讨切应力与血管形态学重建的关系。方法 采用血管体外应力培养系统，培养猪颈总动脉，通过组织学、免疫组织化学和图像分析等方法，探讨低切应力作用下动脉重建的形态学改变。结果 切应力减小时，动脉发生显著的结构重建，其特征为管径缩小，壁面积减小，管壁增厚，壁厚／内径比增加；低切应力作用使动脉部分中膜VSMC由收缩型转变为合成型，表现为α-肌动蛋白含量下降，细胞核朝向改变，发生扭曲，变大变圆，核仁明显。结论 低切应力和血压改变所致的血管重建在形态学方面有很大不同，提示：切应力和血压改变对血管重建的作用机制不同；中膜VSMC的表型转换是低切应力引起血管重建的基础。     

高血压与低切应力对大鼠颈总动脉血管重建的影响

目的研究高血压与低切应力对血管重建的影响及其机制,这对于阐明血管疾病的发病机理以及提供诊断、治疗的一些基本原理都将有重要的理论和实际意义。方法通过腹主动脉缩窄,结扎左颈总动脉的部分分支建立高血压、左颈总动脉低切应力以及高血压伴有低切应力大鼠动物模型。几何形态学方法观测左颈总动脉的壁厚及壁厚/内径比的变化;金属蛋白酶谱法分析MMP-2活性;免疫印迹法检测信号通路分子p-Akt分子以及Rho GDIα的表达变化。结果高血压和低切应力均可诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比显著增加;当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比进一步增加,从而促进血管重建。低切应力可诱导颈总动脉p-Akt的表达水平,且与低切应力大小相关,切应力低,p-Akt的表达水平高。当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导p-Akt的表达水平进一步增加。高血压和低切应力可诱导颈总动脉RhoGDIα表达增加;当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导颈总动脉Rho GDIα表达进一步增加。结论高血压与切应力协同作用对血管重建的影响最为显著,Akt和Rho GDIα信号通路参与了高血压与低切应力诱导的血管重建过程。     

低切应力对动脉粥样硬化形成及血管平滑肌细胞α-肌动蛋白和c-Myc蛋白表达的影响

目的为探讨低切应力对颈总动脉粥样硬化形成及其血管平滑肌细胞增殖的影响，建立了低切应力颈总动脉粥样硬化模型；并观察了血管平滑肌细胞的α-肌动蛋白和c-Myc蛋白表达的变化。方法手术结扎家兔左颈外动脉，术后高脂饲料喂养。组织学和免疫组织化学方法观察粥样斑块的形成和α-肌动蛋白及c-Myc蛋白表达的变化。结果在低切应力颈总动脉粥样硬化模型中，颈总动脉较早出现明显粥样斑块，管壁增厚，管腔内径变小；颈总动脉血管平滑肌细胞(VSMC)的α-actin含量减少、c-Myc表达增高。结论低切应力促进了动脉粥样硬化斑块的形成，促使粥样硬化动脉VSMC增殖能力增强。     

低切应力对体外培养动脉壁细胞PDGF表达的影响

为了研究切应力对完整血管的生物学作用 ,探讨应力引起血管重建过程中生长因子的变化 ,用血管应力培养系统体外培养猪颈总动脉 ,通过免疫组织化学、抗体夹心法酶联免疫吸附测定实验 (EL ISA)和计算机图像分析等方法 ,观察了低切应力作用下动脉壁细胞 PDGF- A、PDGF- B表达变化情况。结果显示 ,低切应力作用下体外培养动脉 EC中 PDGF- B及 VSMC中 PDGF- A的合成与分泌皆增加。PDGF表达上升 ,促进了 VSMC表型转换与增殖。在低切应力引起的血管重建中 ,这一机制可能起着重要作用。     

低切应力对动脉粥样硬化血管平滑肌细胞Bcl-2和Bax蛋白表达的影响

目的研究低切应力对颈总动脉粥样硬化形成及其血管平滑肌细胞凋亡的影响. 方法应用低切应力颈总动脉粥样硬化模型,采用免疫组织化学方法观察大白兔血管平滑肌细胞的Bcl-2及Bax蛋白表达的变化.结果颈总动脉血管平滑肌细胞（VSMC）的Bcl-2表达减少、Bax表达增高.结论在低切应力作用下动脉粥样硬化的形成过程中,低切应力与高脂协同作用,可使促进凋亡的因素增强,抑制凋亡的因素减弱,从而调控VSMC的凋亡.     

L-NAME诱导妊娠高血压大鼠动脉重建的特征

目的探讨妊娠高血压大鼠动脉重建的特征。方法采用亚硝基左旋精氨酸甲酯(L-nitro-arginine methylester,L-NAME)诱导,构建妊娠高血压大鼠模型,以正常孕鼠为对照,用无创鼠尾血压测量仪测量血压以确认模型构建成功。测量血液黏度、左侧颈总动脉平均血流量,检测胸主动脉和颈总动脉的管壁厚度、管腔内径、张开角,计算并比较颈总动脉平均切应力的变化。Western blotting检测胸主动脉血管成分胶原蛋白Ⅰ(collagenⅠ,ColⅠ)、胶原蛋白Ⅲ(collagenⅢ,ColⅢ)表达,分析动脉血管重建程度。结果妊娠高血压模型大鼠血黏度增加,平均血流量降低;颈总动脉和胸主动脉壁厚内径比明显增大;颈总动脉张开角减小,胸主动脉张开角增大;颈总动脉平均切应力降低(28.52±3.08)%;ColⅠ表达下降,ColⅢ表达增加,ColⅠ、Ⅲ比例显著减小。结论妊娠高血压大鼠平均切应力下降,胸主动脉和颈总动脉发生血管重建。研究结果可以为妊娠高血压发病机制的深入研究提供基础实验数据支撑。     

人体四肢血管零应力状态的实验研究

血管在不受血压作用时，存在残余应力和残余应变。血管的零应力状态指它既不受外载，又没有内部残余应力的状态。先将血管切为短圆环，再将短圆环沿其径向剪开，即可释放其中的残余应力。剪开后的血管环迅速展开成“Ｃ”形，并逐渐趋于一个稳定状态，即零应力状态。零应力状态用其张开角来描述。本文研究了人体四肢主要动脉和静脉的零应力状态。结果表明，股动脉的零应力状态张开角在１１０°左右；而肱动脉、桡动脉、动脉和胫前动脉的零应力状态张开角在１３０°～１６０°之间；锁骨下动脉、髂动脉和胫后动脉的零应力状态张开角在８０°～１１０°之间。下肢静脉的零应力状态张开角明显比相应动脉分支的小。股静脉、静脉和胫后静脉的零应力状态张开角约在４０°～９０°之间；大隐静脉的零应力状态张开角较大，约是１５０°。     

动脉血流改变后壁切应力动态变化的检测与分析

在实验兔发出甲状腺前动脉的远心端结扎左颈总动脉,使其近心段血流约减少了９０％ ,在术后不同时相点观测该部位血流壁切应力的动态变化规律,以期进一步研究切应力在内皮重建过程中的作用。结果表明,切应力在术后的变化可概括为三个阶段：正常对照切应力→切应力显著降低阶段（术后１ ｈ～７ ｄ）→从低切应力显著增高阶段（术后７ ｄ 以后）→切应力回复正常对照水平阶段（术后３０ ｄ 以后）。这种改变与动脉管径的缩减密切相关。说明血流改变后切应力在调控动脉重建中可能起主要作用。     

低切应力对体外培养动脉的平滑肌细胞增殖和凋亡的影响

目的 研究切应力对完整血管的生物学作用。方法 应用一种新的血管体外应力培养系统，控制定常流和压力100mmHg，在低切应力条件下体外培养猪颈总动脉1，4，7d采用BrdU免疫组织化学，TUNEL法，Hoechst 33258荧光染色，透射电镜等方法观察血管平滑肌细胞的增殖和凋亡情况。结果 低切应力作用下血管平滑肌细胞的增殖率呈逐渐上升的趋势，而凋亡率则先上升后下降，其中凋亡率在代切应力作用1d时达到高峰。结论 在低切应力条件下血管发生重建，血管平滑肌细胞在增殖的同时还存在凋亡，提示切应力变化导致血管平滑肌细胞增殖之间的失衡是某些心血管疾病发生的基础。     

罗格列酮对血流阻断BALB/c小鼠模型血管重构及内皮功能的影响

目的： 在BALB/c小鼠血流阻断模型中观察罗格列酮对结扎侧颈总动脉形态学及黏附分子、亲环素A表达的影响,探索罗格列酮对低切应力导致的血管重构和血管内皮功能变化的作用。方法： 将雄性BALB/c小鼠（12-16周龄,体重30-40 g）60只随机分为低切应力+罗格列酮（LR组）、低切应力+安慰剂组（LP组）、正常切应力+罗格列酮组（NR组）、正常切应力+安慰剂组（NP组）4组,每组15只。低切应力组通过在血管分叉处结扎左侧颈总动脉制作血流阻断模型。术后第8 d至第28 d,各组通过强饲法分别给予罗格列酮或者安慰剂20 mg·kg-1·d-1。病理切片应用HE染色进行血管形态学分析;应用免疫组织化学染色方法分析亲环素A、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）及P-选择素（P-selectin）蛋白质的表达;并采用实时定量反转录方法检测ICAM-1与P-选择素mRNA的表达。结果：术后第29 d,与正常切应力组相比,低切应力组发生明显的负性重构,包括血管中层增厚、内膜增殖及管腔狭窄,但各组间亲环素A、ICAM-1、P-选择素的表达未发现明显差异。结论：低切应力导致BALB/c小鼠的颈总动脉发生明显的负性重构;罗格列酮治疗未能改善该低切应力导致的血管负性重构,亦未能改善此模型中的血管内皮功能。     

自发性高血压大鼠颈总动脉的平均壁面切应力和周向应力

目的确定自发性高血压大鼠(SHR)颈总动脉的平均壁面切应力(WSS)和周向应力(CS),并与同龄正常血压大鼠(WKY)相对比,观察SHR和WKY大鼠颈总动脉平均WSS和CS的特征。方法选取12周龄SHR作为动物模型,同龄WKY为对照组;通过在体测定颈总动脉的平均血流量与平均血压,离体测量颈总动脉的无载荷状态形态学数据,以及在体轴向伸长比条件下颈总动脉段的压力(p)-容积(V)关系,确定颈总动脉平均WSS和CS;同时比较SHR和WKY颈总动脉的平均血压和血流量、无载荷和载荷状态几何尺寸以及平均WSS和CS的特征。结果与正常血压的WKY组相比,SHR组颈总动脉血压明显增高、流量明显降低;无载荷和载荷状态下SHR组动脉的内外半径均增大,载荷状态下SHR组动脉壁厚减小;SHR颈总动脉平均WSS明显降低,而CS明显增高。结论高血压和低流量引起了SHR颈总动脉重建;低WSS和高CS是SHR颈总动脉血液动力学参数的重要特征;WSS和CS的协同作用可能是反映动脉重建的敏感指标之一。     

Rab28相关信号通路在低切应力诱导 血管平滑肌细胞迁移中的作用

目的 研究低切应力（low shear stress, LowSS）诱导的血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells, VSMCs）迁移功能异常在动脉粥样硬化血管重建病理过程中的作用及其分子机制。 方法 应用双向凝胶电泳结合质谱分析的差异蛋白质组学方法,研究1.5 Pa正常切应力（normal shear stress, NSS）与0.5 Pa LowSS条件下培养血管组织的蛋白质差异表达谱。应用血管内皮细胞（endothelial cells, ECs）与VSMCs联合培养的平行平板流动腔系统,分别施加NSS和LowSS,Western blot检测ECs与VSMCs的Rab28表达水平以及VSMCs的磷酸化ERK表达水平;Transwell法检测VSMCs的迁移能力;RNA干扰和PD98059分别特异性抑制VSMCs的Rab28表达和ERK磷酸化,再观察VSMCs迁移能力变化。结果 血管差异蛋白质组学的结果发现,与NSS组相比,Rab28在LowSS组血管组织的表达水平明显升高。细胞实验结果显示,LowSS加载明显上调VSMCs的Rab28蛋白表达、VSMCs迁移和ERK磷酸化。静态条件下RNA干扰抑制单独培养VSMCs的Rab28表达,VSMCs迁移能力明显降低,但ERK磷酸化水平无明显变化;应用PD98059特异性抑制VSMCs的ERK磷酸化,VSMCs迁移能力和Rab28表达水平均明显降低。结论 LowSS可能通过上调VSMCs的ERK磷酸化水平引起Rab28表达水平增加,从而诱导VSMCs迁移。探讨Rab28及其相关信号通路在切应力调控VSMCs功能中的作用及其机制,可能为深入理解动脉粥样硬化血管重建疾病发病机制和寻找新的药物治疗靶点提供力学生物学依据。     

动脉血流改变后壁切应务动态变化的检测与分析

在实验兔发出甲状腺前动脉的远心端结扎左总动脉，使期近心段血流约减少了９０％，在术后不同时相点观测该部位血流壁切应力的动态变化规律，以期进一步研究切应力在内皮重建过程中的作用。结果表明，切应力在术后的变化可概括为三个阶段：正常对照切应力→切应力显著降低阶段（术后１ｈ～７ｄ）→从低切应力显著增高阶段（术后７ｄ以后）→切应力回复正常对照水平阶段（术后３０ｄ以后）。这种改变与动脉管径的缩减密切相关。说明血     

Shear stress protects against endothelial regulation of vascular smooth muscle cell migration in a coculture system.

Vascular endothelial cells (ECs) are constantly exposed to blood flow-induced shear stress; these forces strongly influence the behaviors of neighboring vascular smooth muscle cells (VSMCs). VSMC migration is a key event in vascular wall remodeling. In this study, the authors assessed the difference between VSMC migration in VSMC/EC coculture under static and shear stress conditions. Utilizing a parallel-plate coculture flow chamber system and Transwell migration assays, they demonstrated that human ECs cocultured with VSMCs under static conditions induced VSMC migration, whereas laminar shear stress (1.5 Pa, 15 dynes/cm2) applied to the EC side for 12 h significantly inhibited this process. The changes in VSMC migration is mainly dependent on the close interactions between ECs and VSMCs. Western blotting showed that there was a consistent correlation between the level of Akt phosphorylation and the efficacy of shear stress-mediated EC regulation of VSMC migration. Wortmannin and Akti significantly inhibited the EC-induced effect on VSMC Akt phosphorylation and migration. These results indicate that shear stress protects against endothelial regulation of VSMC migration, which may be an atheroprotective function on the vessel wall.     

Intermittent short-duration exposure to low wall shear stress induces intimal thickening in arteries exposed to chronic high shear stress

We sought to determine whether intermittent short-duration exposure to low wall shear stress could induce intimal thickening in arteries chronically exposed to high shear stress. An arteriovenous fistula (AVF) was created between the left common carotid artery and the corresponding external jugular vein in 20 Japanese white male rabbits. After 4 weeks, blood flow was increased 10-fold to 182 +/- 39 ml/min and shear stress was increased to 33.4 +/- 13 dyn/cm(2). The AVF was then occluded for 1 h by finger compression with an 85% reduction in carotid artery blood flow (27 +/- 7 ml/min) and a reduction in wall shear stress to 4.9 +/- 1.7 dyn/cm(2) (P < 0.0001). Release of finger compression restored flow to the AVF and high shear stress to the carotid artery. This procedure was repeated at weekly intervals with a cumulative total of 4 h of low shear stress exposure. Arteries exposed to intermittent low shear stress developed a layer of intimal thickening which consisted of 3-4 layers of smooth muscle cells lined with thin elastic fibers and medial hyperplasia. Control arteries exposed to 8 weeks of continuous high shear had no intimal thickening. Transient exposure to low shear stress upregulated TGF-beta1, MMP-2, -14, and TIMP-2 gene expression while MMP-9 expression was downregulated. We conclude that repeated, intermittent short-duration exposure to low shear stress in the setting of high flow and high shear stress can induce arterial intimal thickening. Short-duration alterations in hemodynamic forces can induce rapid vascular cell message expression, which may effect arterial remodeling. This experiment suggests that a threshold value of 5 dyn/cm(2) may be needed in order to initiate and sustain the intimal thickening response.