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编号:10208549
球囊损伤对动脉表皮生长因子受体表达的影响
http://www.100md.com 《临床与实验病理学杂志》 1999年第2期
     作者:王兵 李玉莉 张国元 何金 吴宗贵 徐永华

    单位:王兵 李玉莉 张国元 何金 吴宗贵 徐永华(第二军医大学长征医院心血管内科,上海 200003)

    关键词:颈总动脉损伤;肌;平滑;血管;受体;表皮生长因子;免疫组织化学

    球囊损伤对动脉表皮生长因子受体表达的影响摘要 目的:观察球囊损伤对动脉平滑肌细胞(SMC)表皮生长因子受体(EGFR)表达的影响,探讨EGFR与再狭窄的关系。方法:于兔右颈总动脉球囊损伤前及损伤后24 h、48 h、72 h、7天和14天,取实验动脉段用免疫组化LSAB法检测EGFR的表达。结果:正常颈总动脉中膜未见EGFR阳性表达,动脉球囊损伤后24 h中膜部分SMC显示EGFR阳性表达,48 h中膜呈EGFR阳性表达的SMC较24 h增加,72 h又较48 h进一步增加;7天和14天动脉中膜EGFR阳性表达的SMC均较72 h显著减少,但新生内膜中增殖的SMC显示出大量的EGFR阳性表达。阳性染色主要定位于SMC的胞膜。结论:球囊损伤使动脉EGFR表达显著增加,EGFR与再狭窄形成过程中SMC增殖有关。
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    中国图书分类号 R543.5 文献标识码 A 文章编号 1001-7399(1999)02-0140-03

    Effect of balloon injury on expression of epidermal growth factor receptor in artery

    Wang Bing Li Yuli Zhang Guoyuan et al

    (Dept of Cardiol, Changzheng Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200003)

    ABSTRACT Purpose To observe the effect of balloon injury on the expression of epidermal growth factor receptor (EGFR) in arterial smooth muscle cells (SMC) and to study the relationship between EGFR and restenosis. Methods Rabbit carotid arteries were harvested before and 24 h, 48 h, 72 h, 7 d, 14 d after balloon injury and expression of EGFR was detected by immunohistochemical LSAB method. Results Normal artery showed no EGFR expression, but 24 h after balloon injury, some of SMC exhibited EGFR expression in medial layer, expression of EGFR increased 48 h postinjury and further increased 72 h postinjury. Expression of EGFR significantly decreased in medial layer 7 d and 14 d postinjury, and they were much less than that 72 h postinjury. But there were large amount of EGFR expression in proliferating SMC of neointima 7 d and 14 d postinjury. Positive staining were located mainly on cellular membrance. Conclusion The balloon-injury to artery induces the experssion of EGFR in the injury loci and EGFR expression is associated with SMC proliferation during restenosis.
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    KEY WORDS common carotid artery injury; muscle, smooth, vascular; receptors, epidermal growth factor; immunohistochemistry

    经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)后6个月内再狭窄的发生率高达30%~50%〔1〕,成为其应用的主要障碍。研究表明,动脉平滑肌细胞(SMC)对损伤的过度修复是再狭窄形成的主要机制之一,表现为动脉损伤后中膜SMC被激活,由收缩表型转化为合成表型,进而迁移至内膜下增殖、合成并分泌细胞外基质,造成损伤管腔的狭窄〔2,3〕。SMC激活是多种因素综合作用的结果,其中一些生长因子可能起主要作用,而生长因子又必须通过其相应受体介导发挥作用。本研究用免疫组化技术,观察球囊损伤对动脉SMC表皮生长因子受体(EGFR)表达的影响,探讨EGFR与再狭窄的关系。

    1 材料和方法
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    1.1 主要试剂 标记抗体SMActin、desmin和LSAB组合试剂盒为美国Dako公司产品;兔抗鼠EGFR抗血清由中国科学院上海细胞生物学研究所徐永华教授惠赠。

    1.2 动物及分组 取纯种新西兰雄性白兔36只,体重2.5~3.0 kg,随机分为未损伤正常动脉组、损伤24 h组、损伤48 h组、损伤72 h组、损伤7天组及损伤14天组,每组6只。

    1.3 颈总动脉球囊内膜剥脱术 3%戊巴比妥钠(30 mg.kg-1)静脉麻醉,颈正中切口,钝性分离右颈总动脉和右颈外动脉。将右颈外动脉远心端结扎,近心端用线提起,剪开动脉,逆行插入4F PTCA球囊导管(球囊直径3.0 mm,长20 mm,美国USCI公司产品)约4~5 cm,连接手推式压力泵(美国NAMIC公司产品),向球囊内注入肝素生理盐水,使其膨胀并维持于3个大气压,缓慢回拉导管至切口后,回抽球囊内液体,使压力降为零,再将导管送入,重复上述过程3次。退出导管,结扎右颈外动脉切口近心端,使右颈总动脉恢复正常血流,缝合皮肤。
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    1.4 血管SMC的鉴定 常规10%中性甲醛固定,石蜡包埋,制成4 μm切片,各组随机取3个血管,每个血管随机取1张切片,用免疫组化LSAB法以标记抗体SMA和desmin行血管SMC鉴定。

    1.5 EGFR表达的免疫组化染色 各组每个动脉随机取不连续切片3张,用LSAB法行免疫组化染色。切片脱蜡,置0.3%H2O2的甲醛液中20 min,去除内源性过氧化物酶,10%猪血清室温下浸20 min,滴加兔抗鼠EGFR抗血清(1∶80),4℃,过夜;滴加生物素标记猪抗兔(1∶400),37℃ 30 min;加过氧化酶标记的链卵蛋白(streptavidin 1∶400)30 min;上述各步骤均用PBS洗3次,DAB-H2O2溶液显色后,苏木素复染,脱水,封片。阴性对照用PBS代替一抗。

    1.6 结果判定及统计学分析 阳性物质呈棕黄色,每张切片随机观察10个视野(10×40),结果按EGFR阳性细胞占SMC百分率分成5个等级:-为无阳性染色细胞,+、100-1.gif (88 bytes)100-2.gif (96 bytes)100-01.gif (135 bytes)分别代表阳性染色细胞占1%~25%、26%~50%、51%~75%、76%~100%。统计学处理用χ2检验。
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    2 结果

    2.1 动脉SMC的鉴定 各组动脉中膜排列整齐的梭形细胞及损伤7天和14天组新生内膜中杂乱排列的梭形细胞,SMA和desmin免疫组化染色均呈棕黄色的阳性染色,提示动脉中膜排列整齐及新内膜中杂乱排列的梭形细胞均为SMC。

    2.2 EGFR表达的免疫组化染色 正常颈总动脉中膜免疫组化未显示出棕黄色的阳性染色;动脉球囊损伤后24 h,中膜部分SMC显示出棕黄色的阳性颗粒;动脉球囊损伤后48 h,中膜呈棕黄色阳性染色的SMC较24 h增加;72 h中膜呈棕黄色阳性染色的SMC又较48 h进一步增加。在动脉球囊损伤后72 h内,中膜EGFR表达显著增加(P<0.01,表1)。球囊损伤后7天和14天组动脉中膜呈棕黄色阳性染色的SMC数量相似(7天组中1/18为-,17/18为+;14天组中4/18为-,14/18为+;P>0.05),均较72 h组显著减少(P<0.01),但两组增生的新内膜中增殖的SMC均显示出大量的棕黄色阳性染色(两组共36张切片均为,P>0.05)。增殖SMC所显示的棕黄色阳性染色以胞膜处最明显。
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    表1 动脉球囊损伤前及损伤后24 h、48 h、72 h中膜EGFR的表达

    项 别

    n

    EGFR

    -

    +100-1.gif (88 bytes)100-2.gif (96 bytes)100-01.gif (135 bytes)
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    正常颈总动脉

    18

    18

    0

    0

    0

    0

    损伤后24 h

    18

    2

    15

    1

    0

    0
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    损伤后48 h

    18

    0

    12

    6

    0

    0

    损伤后72 h

    18

    0

    4

    13

    1

    0
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    经χ2检验,P<0.01

    3 讨论

    再狭窄的发生机制尚未完全阐明,临床至今仍无有效预防措施,严重影响着PTCA的远期疗效。临床病理检查和动物实验均证实再狭窄斑块主要为增殖的SMC〔4,5〕。业已证实,在动脉粥样硬化的形成和动脉内膜损伤后修复的过程中,EGF、血小板源性生长因子(PDGF)、酸性或碱性成纤维细胞生长因子(aFGF or bFGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-Ⅰ)、IGF-Ⅱ、白细胞介素-1(IL-1)、IL-6和转化生长因子β(TGFβ)等生长因子和细胞因子促进了动脉SMC的增殖〔6〕

    EGFR是广泛存在于哺乳类细胞表面的膜受体,由N端的胞外区、跨膜区和C端胞内区3部分组成,它通过胞外区的配体结合结构域可以和EGF或转化生长因子α(TGFα)特异性结合,传递生长因子的信号,影响细胞的生长或分化〔7〕。EGFR的蛋白激酶结构域和癌基因V-erbB1高度同源,人EGFR基因定位在第7号染色体上,若将病毒的启动子或激活子插入细胞基因,可将EGFR的基因变成癌基因。EGFR膜内部分有一个由250个氨基酸残基组成的片断,该片断与癌基因sac族酪氨酸蛋白激酶的结构相似,推测EGFR可能具有酪氨酸蛋白激酶活性,可能在特殊情况下不需与配体结合就处于激活状态,从而使细胞内蛋白质的酪氨酸基磷酸化,产生细胞分裂信号〔8〕
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    研究表明,离体培养的增殖期SMC能高水平地表达EGFR,而静止期SMC则EGFR表达水平较低〔9〕。本文进一步阐述了正常动脉SMC EGFR表达水平较低,在动脉损伤后72 h内,中膜EGFR表达显著增加,7天和14天中膜EGFR表达显著减少,但新生内膜中大量增殖的SMC均高水平地表达EGFR。EGFR主要定位于SMC的胞膜。本研究用EGFR抗血清和免疫组化方法显示除了胞膜反应外,胞浆反应也是常见的现象。EGFR主要定位于胞膜,有关胞浆内受体的来源尚不明确,据分析这种胞浆内受体可能代表内化的受体、新合成尚需进一步加工和插入胞膜的受体或仅由受体胞浆区组成的截断性受体。Beguinot等〔10〕发现在EGF不存在时,EGFR随机分布在浆膜上,当EGF存在时,受体迅速集聚在被膜小凹内,并内化进入细胞内形成受体粒(receptorsomes),然后出现在与高尔基体相关的被膜结构内,最后在溶酶体内降解,EGFR也随之下调。Murthy等报道内化的受体少部分在溶酶体内降解,绝大部分重新循环到细胞表面。血管球囊损伤后,SMC摆脱机体正常调控的自主性生长及高水平地表达EGFR,EGFR基因扩增、重排或转录控制异常可能是重要原因之一。动脉球囊损伤后,增殖期SMC高水平表达的EGFR可以成为抑制其增殖的攻击目标,本研究为再狭窄机制的探讨及药物预防研究提供新的实验依据。
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    基金项目:国家自然科学基金资助项目(No 39670316)

    作者简介:王兵,男,33岁,博士,主治医师。研究方向:PTCA后再狭窄的机制与分子治疗

    参考文献

    1 Rozenman Y, Gilon D, Welber S et al. Total coronary artery occlusion late after successful coronary angioplasty of moderately severe lesion: incidence and clinical manifestations. Carodiology, 1994;85(3~4):222

    2 Riessen R, Isner JM. Prospects for site-specific of pharmacologic and molecular therapies. J Am Coll Cardiol, 1994;23(5):1234
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    3 Ross R. The pathogenesis of atherosclerosis: a perspective for the 1990s. Nature, 1993;362(6423):801

    4 Miano JM, Vlasic N, Tota RR et al. Smooth muscle cell immediate-early gene and growth factor activation follows vascular injury. A putatire in vivo mechanism for autocrine growth. Arterioscler Thromb, 1993;13(2):211

    5 Morimoto S, Mizuno Y, Hiramitsu S et al. Restenosis after percutaneous transluminal coronary angioplasty: a histopathological study using autopied hearts. Jpn Circ J, 1990;54(1):43
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    6 Epstein SE, Siegall CB, Biro S et al. Cytotoxic effects of a recombinannt chimeric toxin on rapidly proliferating vascular smooth muscle cells. Circulation, 1991;84(2):778

    7 Epstein SE, Speir E, Unger EF et al. The basis of molecular strategies for treating coronary restenosis after angioplasty. J Am Coll Cardiol, 1994;23(6):1278

    8 徐永华.细胞生长因子和受体.生命的化学,1992;12(4):4

    9 Saltis J, Thomas AC, Agrotis A et al. Expression of growth factor receptors in arterial smooth muscle cells: Dependency on cell phenotype and serum factors. Atherosclerosis, 1995;118(1):77

    10 Beguinot L, Werth D, Richert N et al. Functional studies on the EGF receptor with an antibody that recognizes the intracellular portion of the receptor. J Bio Chem, 1986;261(4):1801

    收稿日期:1998-09-04

    修回日期:1998-11-11, http://www.100md.com