腹主动脉瘤 (AAA) 是一种由肾下腹主动脉永久性扩张引起的退行性疾病。虽然 AAA 的确切病因尚不清楚，但存在与 AAA 发展相关的多个危险因素，例如男性、年龄（≥ 50 岁）、吸烟习惯、动脉粥样硬化、高血压，以及一些遗传因素等。
细胞外基质 (ECM) 降解和氧化应激是代表 AAA 进展的标志。钙化通常在动脉瘤壁内发现并导致壁变硬，并最终导致其破裂。此外，由于管壁内湍流引起的机械应力增加，导致 AAA 的发生和破裂。血管室中的血流遵循层流规律，层流因流速的降低（血瘀）以及流量的波动（湍流）而改变。经典的湍流会导致内皮损伤，因为它会产生与循环血流方向相反的流动，也会产生淤滞。在动脉瘤中，尤其是具有囊状形态的动脉瘤，可能会出现血流减慢直至血瘀。这种停滞一方面可能导致壁血栓形成，另一方面会导致内皮改变，随后钙化沉积在中膜中。在病理重塑中，ECs 可以在结构和功能方面受到影响。内皮层可以变得更具渗透性，允许多种物质的转运和血管平滑肌（vSMC） 的浸润。内皮显示炎症特征，其特征是促炎细胞因子、促炎趋化因子和细胞粘附分子的高表达，并产生大量活性氧，特别是过氧化氢、超氧化物和羟基自由基。基于此，意大利东方皮埃蒙特大学健康科学学系、生物技术创新中心等领域的专家学者进行了相关研究。目的是阐明血管壁拉伸在维持血管生理机能中的作用，由于血管壁钙化和生理（10%）循环（1 Hz）拉伸，因此在体外复制病理性扩张（静态和 5%），以研究机械应力对 ECs 功能在炎症、基质重塑和氧化应激产生方面的影响。
钙化过程已被公认为炎症性动脉疾病的退行性因素。实验首先证明钙沉积与主动脉扩张和炎症细胞募集呈负相关。
了解了 AAA 以炎症为特征，接下来研究了与炎症细胞相关的不同炎症标志物，特别是 CD4、CD20 和 CD68，分别用于 T-辅助淋巴细胞、B-细胞和巨噬细胞识别。结果显示，与主动脉瘤钙化（AAC）指数低的组织相比，AAC 指数高的组织显示与 CD4、CD20 和 CD68 标记物相关的炎症群体减少。在组织裂解物中研究了其他促炎和钙化标志物，例如 MMP-9、IL-6 和骨桥蛋白 (OPN）（图1 A、B）。与钙化程度相关的差异是明显的：MMP-9 在蛋白质表达和蛋白水解活性方面下降。IL-6 ，它随着钙积累的进展而减少，特别是它与 MMP-9 具有相同的趋势。具有高钙化指数的患者的 OPN 表达增加，其具有成骨活性（图1 B）。在 MMP-2 活性的所有 AAC 指数中，健康供体和患者之间没有观察到显著差异（图1 A）。
( A ) 对不同钙化程度患者的组织裂解液进行明胶酶谱分析，并分别定量测定 MMP-2 和 MMP-9 活性；( B ) 对不同钙化程度患者的组织裂解液进行 MMP-9、IL-6 和骨桥蛋白 (OPN) 的免疫印迹分析。
使用液相色谱-质谱法 (LC-MS) 对腹主动脉瘤和健康血管组织进行蛋白质组学分析，以研究与氧化应激过程相关的一些蛋白质的调节。这些蛋白质的富集表明氧化应激途径与 AAA 疾病密切相关，特别是在腹主动脉血管组织中上调。
过氧化氢酶 (CATA) 、超氧化物歧化酶 (Mn)、线粒体 (SODM) 分别呈现 2.51 和 6.95 倍的变化，这两种蛋白质参与细胞对氧化应激途径的反应。SODM 还参与去除超氧自由基和氧化还原过程。由于机械刺激似乎在驱动炎症反应和基质重塑中起关键作用，因此使用了具有生理和病理应变参数的体外动力学模型，培养内皮细胞系 (EA.hy926)。在培养三天后，在存在和不存在炎症刺激（TNF-α 50 ng/mL）的情况下评估机械刺激（5-10% 拉伸幅度，1 Hz 拉伸频率）的效果。图2 A 显示当施加 5% 和 10% 的机械应变连续三天时的细胞形态。虽然在细胞存活率方面没有检测到差异，但 10% 拉伸培养的细胞在应变方向上显示拉长和定向形状，而在其他样本（静态、5%拉伸）中观察到随机定向。
就 ROS/RNS（活性氮物质）的产生而言，10% 拉伸的细胞（生理）和 5% 的拉伸或静态细胞（病理）之间的差异得到证实，生理条件下 ROS/RNS 的产生较低（图2 B、C）。
图2 机械拉伸应力驱动活性氧（ROS）和活性氮 （RNS）的产生。
( A ) EA.hy926 在 5% 和 10% 的拉伸应变三天。鬼笔环肽用于观察细胞形态。( B ) 荧光活化细胞分选（FACS）分析产生 ROS 和 RNS。深红色代表未染色的细胞，浅红色代表实验样本。BL2-A 用于超氧化物检测；BL1-A 用于 ROS 检测。
由于 ECs 膜上的 E-选择素（CD62E）的表达促进了白细胞在内皮上的粘附，于是实验评估了机械应力对 CD62E 的影响。
不出所料，E-选择素在 TNF-α 存在时被上调。数据显示，在 1Hz 下 5% 和 10% 的拉伸，显著并成比例抵消了 TNF-α 对 CD62E 表达的影响。此外，单核细胞粘附的数据很好地证实了这些数据。事实上，1Hz 下 5% 和 10% 的机械拉伸显著抑制了单核细胞的粘附，这也在 TNF-α 的存在下。
由于 ECs 膜上的 E-选择素（CD62E）的表达促进了白细胞在内皮上的粘附，于是实验评估了机械应力对 CD62E 的影响。
不出所料，E-选择素在 TNF-α 存在时被上调。数据显示，在 1Hz 下 5% 和 10% 的拉伸，显著并成比例抵消了 TNF-α 对 CD62E 表达的影响。此外，单核细胞粘附的数据很好地证实了这些数据。事实上，1Hz 下 5% 和 10% 的机械拉伸显著抑制了单核细胞的粘附，这也在 TNF-α 的存在下。
在静态条件下，MMP-9 表达在 TNF-α 存在下强烈上调。应用 5% 的机械拉伸，没有显示出对 TNF-α 作用的显著抑制，导致未修饰的 MMP-9 调节，而在没有 TNF-α 的情况下，在静态条件下没有发现差异。当应用 10% 的机械拉伸时，MMP-9 的表达在所有条件下都显著下调，无论是在 TNF-α 存在还是不存在的情况下。这表明，拉伸应变影响 ECs 中 MMP-9 的表达和活性。
总之，研究人员发现存在 AAA 时钙沉积与管壁扩张之间呈负相关。由于钙化的存在，减少的壁拉伸会影响 MMP-9 介导的基质降解和 IL-6 介导的炎症。正如预期的那样，内皮细胞系的体外模型显示循环拉伸导致的基质变形显著调节炎症反应和基质重塑。参考文献：Ramella M, Bertozzi G, Fusaro L, Talmon M, Manfredi M, Catoria MC, Casella F, Porta CM, Boldorini R, Fresu LG, Marengo E, Boccafoschi F. Effect of Cyclic Stretch on Vascular Endothelial Cells and Abdominal Aortic Aneurysm (AAA): Role in the Inflammatory Response. Int J Mol Sci. 2019 Jan 12;20(2):287. doi: 10.3390/ijms20020287. PMID: 30642067; PMCID: PMC6359538.原文链接：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/30642067/
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