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背景:多项流行病学研究提示巨细胞病毒感染参与动脉粥样硬化性疾病的发生、进展。然而在这一病理过程确切的分子生物学机制方面仍存在许多困惑。
目的:本研究拟应用动脉粥样硬化易感模型鼠,研究小鼠巨细胞病毒感染在动脉粥样硬化启动机制中的作用,并初步探讨其机制。
方法:采用小鼠巨细胞病毒(MurineCytomegalovirus,MCMV)经腹腔感染高脂饮食的8周龄apoE-/-(Apolipoprotein-E Knockout)小鼠,分别在感染后14周、18周和24周取材。采用Real-Time PCR技术检测唾液腺和主动脉中MCMVgB基因表达,酶联免疫吸附试验检测血浆MCMV IgG抗体。通过免疫组化染色来观察主动脉壁凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体-1(Lectin-Like Ox-LDL Receptor-1,LOX-1)、基质金属蛋白酶-9(Matrix Metalloproteinase-9,MMP-9)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、基质金属蛋白酶组织抑制剂-1(Tissue Inhabitation of Matrix Metallprotanse-1,TIMP-1)的表达,通过HE染色来观察主动脉弓动脉粥样硬化病变的面积,采用计算机形态测定软件系统对病理组织染色结果进行定量分析。
结果:研究结果显示干预后,感染组唾液腺gB DNA检测的阳性率为16/16,假感染组为0/16:两组主动脉中均未测到gB mRNA的表达;感染组血浆MCMVIgG抗体阳性率为9/16,假感染组为0/16。提示唾液腺是MCMV的主要潜伏感染部位,在动脉壁中未发现病毒的活动性感染。
22、26周龄时(感染后14、18周)感染组动脉粥样硬化面积明显高于假感染组(分别为:2.90×104±1.05×104pixels2 VS 0.17×104±0.08×104pixels2,P=0.03[22周龄];7.45×104±1.76×104pixels2 vs 2.47×104±1.08×104pixels2,P=0.043[26周龄]),32周龄时(感染后24周)两组间的差异无统计学意义(7.70×104±1.69×104pixels2 VS 5.62×104±2.38×104pixels2,P=0.492);结果提示MCMV可能参与动脉粥样硬化的启动、进展。
将感染组根据血浆MCMV IgG抗体阳性与否分为:MCMV IgG(+)和(-)两个亚组,两亚组间动脉粥样硬化面积无明显差异(6.23×104±1.31×104pixels2vs 5.99×104±1.17×104pixels2,P=0.911),提示MCMV IgG抗体可能和动脉粥样硬化病变形成无关。本研究也未能发现唾液腺MCMV病毒含量与动脉粥样硬化面积存在相关性(数据未显示)。
免疫组化结果显示LOX-1主要在动脉平滑肌细胞染色阳性,MMP-9、TIMP-1在斑块内的泡沫细胞中染色阳性,所有标本均没有检测到MMP-2的表达。感染组在32周龄时LOX-1的阳性细胞数和阳性面积明显高于假感染组(18.33±1.56vs 4.17±2.66,P=0.001和4.35×104±0.66x 104pixels2 vs 0.57×104±0.37×104pixels2,P=0.001),提示感染组中LOX-l的高表达可能参与其动脉粥样硬化进展。不同时间点两组间MMP-9和TIMP-1的表达无明显差异;但MMP-9的阳性表达例数感染组分别为1/5、2/5、3/6,而假感染组为1/5、0/5、0/6,在感染组有逐步增加的趋势;以上提示MMP-9或许参与MCMV促动脉粥样硬化过程,其确切作用需要进一步研究。
结论:
1 MCMV潜伏感染阶段,病毒感染参与apoE-/-小鼠动脉粥样硬化病变的启动,可明显加速病变进展。
2在动脉壁中未发现MCMV活动性感染的证据。
3 MCMV可能通过上调主动脉壁中LOX-1的表达来启动动脉粥样硬化;MMP-9在这一过程中的作用尚需进一步研究。
4在MCMV慢性潜伏致动脉粥样硬化过程中,MMP-2和TIMP-1的作用不明显。