小檗堿對兔頸動脈血管成形術后再狹窄的影響

1、小檗堿對兔頸動脈血管成形術后再狹窄的影響                作者：張煥鑫, 張宏考, 王家寧, 曾凡龍, 郭凌鄖, 唐慕湘 摘  要  目的:通過觀察小檗堿對球囊損傷后兔頸動脈內(nèi)膜增生與血管重塑的影響，為血管成形術后再狹窄的防治尋找新的治療策略。方法:日本大耳白兔40只，隨機分為假手術組、模型組、小檗堿組和辛伐他汀組，除假手術組外各組均以球囊導管擴張損傷頸動脈內(nèi)膜，并分別給予生理鹽水、小檗堿和辛伐他汀各2.5 mg

2、 /（kgd）腹腔注射，假手術組僅普食喂養(yǎng)。術后15 d取損傷頸動脈段切片，作形態(tài)學觀察，利用圖像分析系統(tǒng)測量血管新生內(nèi)膜厚度（IT）、管腔面積(LA)、新生內(nèi)膜面積(IA)、內(nèi)彈力板圍繞面積(IEL)、中膜面積(MA)、外彈力板圍繞面積(EEL)。結果:血管球囊損傷后, 小檗堿組和辛伐他汀組IT、IA、IA/MA均顯著小于模型組（P<0.01）。與模型組相比，小檗堿組和辛伐他汀組LA、IEL、EEL均顯著增大（P<0.01）, MA則無顯著性差異。結論:小檗堿可通過抑制兔頸動脈新生內(nèi)膜增生與不良的血管重塑, 從而為小檗堿防治血管成形術后再狹窄提供了實驗基礎。 關鍵詞 

3、球囊損傷；內(nèi)膜增生；血管重塑；再狹窄；小檗堿；兔Abstract:Objective  To investigate the effect of berberine on intima hyperplasia and vascular remodeling after balloon withdrawal injury of Rabbit Carotid Artery and explore a novel therapeutic strategy for the prevention of restenosis after percutaneous transluminal ang

4、ioplasty.Methods  Fourty Japanese rabbits were allocated randomly into 4 groups: sham operation group(n=7), model group(n=11)，berberine group (n=11)and simvastatin group(n=11), which  were administered respectively with Sodium chloride, Berberine and Simvastatin (2.5mgkg.d) . Intimal Thick

5、ness（IT）, Luminal Area (LA), Intimal Area（IA）,Internal Elastic Lamina (IEL), medial area (MA) and external elastic lamina (EEL) were measured after 15 days following carotid balloon injury.  Results  There was a significant decrease in IT, IA, IA/MA and a significant increase in LA, IEL,EE

6、L compared berberine group and simvastatin group with model group.Conclusion  Berberine may inhibit intimal hyperplasia and detrimental vascular remodeling.Key words：balloon withdrawal injury; intimal hyperplasia; vascular remodeling; restenosis; berberine; rabbit經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動脈成形術(Percutaneous Transl

7、uminal Coronary Angioplasty,PTCA)后36個月的再狹窄率高達30%50%1，盡管支架植入可降低再狹窄的發(fā)生，但仍有15%30%的病例發(fā)生支架內(nèi)再狹窄2。損傷血管在術后發(fā)生內(nèi)膜增生與血管重塑不良是再狹窄形成中的主要病理過程34。最近研究表明，小檗堿不僅具有抗菌作用，還是一種新型降脂藥物, 對血小板聚集有明顯抑制作用5，還有細胞學研究認為小檗堿可抑制血管平滑肌細胞的增生，但對其抗再狹窄的在體研究卻未見相關報道。本實驗擬通過在體觀察小檗堿對球囊損傷后兔頸動脈內(nèi)膜增生與血管重塑的影響，初步探討其對兔頸動脈血管成形術后再狹窄的防治作用。1  材料與方法1.1

8、60; 動物分組選取健康SPF日本大耳白兔40只武漢大學實驗動物中心提供，許可證號：SCXK（鄂）2003-0004；實驗動物技術上崗證：鄂動資字第421792號，體重2.32.8 kg，平均（2.6±0.2）kg，雌雄不拘，分籠喂養(yǎng)，自由飲水。一周后隨機分為假手術組（n=7）、模型組（n=11）、小檗堿組（n=11）和辛伐他汀組（n=11）。1.2  模型制作與分組處理25%烏拉坦（1 g/kg）麻醉，肝素鈉（200 U/kg）抗凝。暴露并游離右側頸總、頸內(nèi)和頸外動脈。于右頸總動脈近心側距頸內(nèi)、外動脈分叉45 cm處及右頸內(nèi)動脈起始處用動脈夾夾閉，在右頸外動脈遠心側，距頸

9、內(nèi)、外動脈分叉約1 cm處結扎。于右頸外動脈結扎處近側穿一細線備用，并剪一"V"型小口（約為管周1/3），血管鉤拉起切口，直視下逆行插入球囊導管（美國Crodis公司，球囊為2.5 mm×20 mm）至動脈夾處，連接壓力泵（愛爾蘭Merit醫(yī)療有限公司），以56 atm注入肝素生理鹽水擴張球囊，重復3次，每次30 s，緩慢回拉導管，逐段擴張動脈至切口處，抽空球囊，退出導管，在切口近側結扎右頸外動脈。假手術組不行球囊擴張，余步驟同上。術后肌注青霉素80萬 u/d，連續(xù)3 d，預防感染。小檗堿組予2.5 mg/（kgd）黃連素注射液（安徽蚌埠制藥廠，10 mg/支）腹

10、腔注射，辛伐他汀組給2.5 mg/（kgd）辛伐他?。绹斯净葙洠朏R-047）腹腔注射，模型組腹腔注射與小檗堿組等量生理鹽水，假手術組僅給予普通飲食，至術后15 d實驗結束。1.3  切片制備及指標觀測術后15 d處死全部家兔，暴露并游離右側頸總動脈，取自頸內(nèi)、頸外動脈分叉以下1 cm處至45 cm處約23 cm損傷段，生理鹽水沖洗后放入10%中性甲醛固定，逐級乙醇脫水，石蠟包埋，間斷均勻切片(每片厚4m)。光鏡下觀察受損血管組織形態(tài)學改變，采用德國Leica Q500IW型圖象分析系統(tǒng)測定血管新生內(nèi)膜厚度(Intimal Thickness，IT)、管腔面積(Lumin

11、al Area，LA)、新生內(nèi)膜面積(Intimal Area，IA)、內(nèi)彈力板圍繞面積(Internal Elastic Lamina，IEL)、中膜面積(Medial Area，MA)和外彈力板圍繞面積(External Elastic Lamina，EEL)。1.4  統(tǒng)計學處理應用SPSS11.0軟件包，各組實驗數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（x±s）表示。各組間比較用方差分析，兩組間比較用q檢驗。P0.05為有統(tǒng)計學意義。2  結果2.1  實驗動物情況本實驗共用日本大耳白兔40只，其中1只（辛伐他汀組）手術過程中死亡，3只（包括模型組2只，辛伐

12、他汀組1只）行頸動脈球囊剝脫術后死亡而退出實驗，剩余36只完成全部實驗。2.2  組織形態(tài)學觀察    HE染色后，光鏡下觀察可見頸動脈壁分為內(nèi)膜、中膜和外膜，三者分界清楚。內(nèi)膜和中膜以波浪狀的內(nèi)彈力板為界，內(nèi)膜為單層內(nèi)皮細胞及其基質，中膜主要成分是平滑肌細胞，呈長梭形，以管腔為中心同心圓排列，中膜和外膜以外彈力板為界。假手術組頸動脈內(nèi)膜平滑、無增厚，內(nèi)膜下可見扁平狀內(nèi)皮細胞，內(nèi)彈力板完整，平滑肌細胞核呈梭形（圖1-a）。模型組血管內(nèi)膜增生最嚴重，內(nèi)膜修復不完整，內(nèi)彈力板不連續(xù)，腔內(nèi)面不光滑，可見大量平滑肌細胞由中膜向內(nèi)膜遷移并增生，細胞排列紊亂，并有大

13、量泡沫細胞及纖維結締組織形成，內(nèi)膜明顯增厚（圖1-b）。小檗堿組和辛伐他汀組新生內(nèi)膜中的平滑肌細胞較同期模型組明顯減少，泡沫細胞、纖維結締組織較少，內(nèi)皮較完整光滑，內(nèi)膜增生較輕（圖1-c、1-d）。2.3  內(nèi)膜增生和血管重塑的病理學指標測定表1  小檗堿對球囊損傷后血管內(nèi)膜增生及血管重塑的影響(略)Table1  Effect of berberine on intimal hyperplasia and vascular remodeling after balloon injury注：與假手術比較, P<0.01,P<0.05; 與模型組比較,P

14、<0.01    內(nèi)膜增生和血管重塑的病理學指標測定見表1。小檗堿組和辛伐他汀組IT、IA和IA/MA均顯著小于模型組（P<0.01）；模型組則均顯著大于假手術組（P<0.01）。與模型組相比，小檗堿組和辛伐他汀組LA、IEL、EEL均顯著增大（P<0.01），MA則無顯著性差異；但模型組LA、IEL、EEL均明顯大于假手術組（P<0.05）。3  討論總結近幾年國內(nèi)外研究報道表明，PTCA使血管內(nèi)皮細胞受損，局部血小板聚集，血管活性物質和細胞生長因子的平衡狀態(tài)被打破；同時細胞外基質的合成與降解、血管彈性回縮與收縮、炎癥反應

15、及細胞凋亡不足等多種因素的影響，導致新生內(nèi)膜增生和血管重塑不良，再狹窄形成?？傊? 再狹窄是局部血管損傷的一種修復反應，是多種細胞因子和生長因子介導的局部血管重建和再塑，是血管平滑肌細胞增殖、遷移、凋亡及細胞基質分泌和堆積的結果，是一系列基因異常表達所引起的血管結構與功能的改變；它不僅有對球囊損傷后反應性新生內(nèi)膜形成，同時也是對球囊損傷反應性冠脈重構的過程。新生內(nèi)膜增生是血管損傷后修復的普遍反應，在再狹窄形成中起著決定性作用。本實驗中損傷各組頸動脈亦均有不同程度的內(nèi)膜增厚，增生的內(nèi)膜主要是由平滑肌細胞、大量泡沫細胞、細胞外基質及少量的纖維結締組織構成，因此有效抑制新生內(nèi)膜增生是防止再狹窄的關鍵

16、環(huán)節(jié)。本研究結果顯示，使用小檗堿和辛伐他汀15 d后，可顯著減小損傷血管的內(nèi)膜面積和厚度、降低內(nèi)膜與中膜面積比率，證實了小檗堿具有顯著抑制損傷血管內(nèi)膜增生的作用。小檗堿能降低低密度脂蛋白5，并有抗脂質過氧化作用，可防止脂質在內(nèi)膜的沉積，減少和抑制低密度脂蛋白氧化生成氧化型低密度脂蛋白，而氧化型低密度脂蛋白下調(diào)內(nèi)皮型一氧化氮合酶mRNA的表達，增加內(nèi)皮素-1 mRNA的表達6，并損傷內(nèi)皮細胞，誘導其凋亡7。故推測小檗堿亦可能通過降脂和抗氧化作用直接或間接抑制內(nèi)膜增生。有學者認為，損傷區(qū)域整個血管面積的改變將對再狹窄的形成有促進作用，即發(fā)生了不利的血管重塑，其主要表現(xiàn)為損傷血管的腔面積和外彈力板圍

17、繞面積的縮小而中膜面積不變8。因此，如能增加損傷血管的腔面積和外彈力板圍繞面積，促使其發(fā)生有利的血管重塑，則可能有效防止再狹窄的發(fā)生與發(fā)展。本研究結果顯示，小檗堿與辛伐他汀治療15 d后，腔面積和外彈力板圍繞面積均顯著增大，中膜面積則無顯著性差異，提示小檗堿具有促進損傷血管發(fā)生有益血管重塑的作用。而內(nèi)彈力板圍繞面積增大致中膜變薄，考慮在內(nèi)膜增殖和血管慢性回縮的同時，尚存在局灶性的代償性擴張或被動擴張，這可能與維拉帕米抑制兔血管成形術后內(nèi)膜增殖和血管重塑的機理相似9。 本研究結果表明，兔頸動脈球囊損傷后腹腔注射小檗堿15 d， 可有效抑制血管平滑肌細胞的增殖、遷移和細胞外基質的沉積，阻止慢性血管

18、回縮，增加LA和EEL, 促進代償性血管擴張，從多個環(huán)節(jié)防止新生內(nèi)膜增生與不良血管重塑, 并可促進損傷血管發(fā)生有益的血管重塑。小檗堿對損傷后血管新生內(nèi)膜增生和血管重塑的影響在PTCA術后早期應用有積極意義，但更長時間的影響尚需進一步研究。參  考  文  獻1     Casterella PJ,Teirstein PS.Prevention of coronary restenosis.Cardiol Rev,1999,7(4):219-231.     2  &

19、#160;  Jander S, Sitzer M, Wendt A, et al. Expression of tissue factor in high-grade carotid artery stenosis: association with plaque destabilizationJ.Stroke,2001,32(4):850-854.     3     黨書毅, 黃從新, 王衛(wèi)民, 等. 全反式維甲酸對培養(yǎng)的大鼠動脈平滑肌細胞遷移的影響J. 鄖陽醫(yī)學院學報, 2001，21（4）：19

20、7-200.     4     黨書毅, 王家寧, 黃永章, 等. 全反式維甲酸對大鼠腹主動脈球囊損傷后內(nèi)膜增生和血管重塑的影響J. 中國病理生理雜志, 2002，18（8）：969.     5     Kong W, Wei J, Abidi P, et al. Berberine is a novel cholesterol-lowering drug working through a unique mechanism distinct from statinsJ. Nat Med, 2004, 10（12）：1 344-1 351.     6     Tanner