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编号:10271689
C-型利钠利尿多肽在大鼠血管球囊损伤中作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第3期
     作者:王晓红 唐朝枢 姚兴海 庞永政 王军 刘乃奎

    单位:王晓红 唐朝枢 姚兴海 庞永政 王军 (北京医科大学第一医院心血管研究所,北京 100034);刘乃奎(北京医科大学心血管研究所,北京)

    关键词:利尿钠激素;血管成形术,气囊;大鼠

    中国病理生理杂志000302

    [摘 要] 目的和方法:本实验在大鼠主动脉球囊剥脱模型上,观察血浆和主动脉组织C-型利钠利尿肽(CNP)的动态变化及外源性CNP对大鼠球囊损伤后内膜生成的影响,以探讨CNP在再狭窄中的作用。结果:发现大鼠球囊损伤后血浆CNP的浓度升高,内膜剥脱后第3 d、10 d、21 d,血浆CNP水平分别增高80.7%(P<0.01),43.5%(P<0.05)和27.5%(P<0.05),而主动脉组织CNP含量在损伤后第3 d下降46.6%(P<0.05),第10 d,21 d和28 d CNP含量分别增加2.8倍(P<0.01)、1.6倍(P<0.05)和0.82倍(P<0.05)。外源性CNP显著抑制球囊损伤后第7 d和21 d新生内膜的形成,内膜/中膜比值分别降低22%(P<0.05)和20%(P<0.05)。结论:CNP参与血管球囊损伤后的修复过程,外源性CNP可抑制内膜增厚。
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    [中图分类号] R654.2 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)03-0196-03

    The role of C-type natriuretic peptide in balloon injury of rat aorta

    WANG Xiao-hong, TANG Chao-shu, YAO Xing-hai, PANG Yong-zheng, WANG Jun, LIU Nai-kui

    (Institute of Cardiovascular Research, The First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034, China)

    [Abstract] AIM and METHODS: In a model of balloon injury of rat aorta, the dynamic changes of C-type natriuretic peptide (CNP) in plasma and aortic tissues and the effect of exogenous CNP on intima/media (I/M) ratios were studied. RESULTS:CNP levels in plasma were significantly increased by 80.7% (P<0.01),43.5%(P<0.05) and 27.5% (P<0.05) on 3 days, 10 days and 21 days after balloon injury, but its levels in aortic tissues were decreased by 46.6% (P<0.05) on day 3 and increased by 2.8 (P<0.01),1.6(P<0.05) and 0.82-fold (P<0.05) on day 10, day 21 and day 28 after balloon injury of rat aorta. Result also showed that the administration of CNP i.p. inhibited neointima formation. I/M ratios were decreased by 23% (P<0.05) and 20% (P<0.05) on 7 days, 21 days after balloon injury of rat aorta.CONCLUSION:CNP might be involved in the process of recovery after vascular endothelium-denudation and exogenous CNP suppress the neointima formation.
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    [MeSH] Natriuretic hormone; Angioplasty,balloon; Rats

    经皮经腔冠状动脉成形术(percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA)已成为治疗冠心病的主要手段之一,然而约有30%~50%的患者术后3~6个月发生再狭窄(restenosis)。其发生机理尚不完全清楚,多数学者认为内膜增生起着重要作用,许多由损伤血管壁和活化血小板释放的因素如生长因子、细胞因子和血管活性肽等参与内膜的损伤修复和增生过程[1]。C-型利钠利尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)是心房肽家族的新成员之一,主动脉内皮细胞是其产生的主要部位[2]。CNP具有扩张血管,抑制平滑肌细胞增殖和迁移作用[3,4],可能具有抗再狭窄的潜在临床应用价值[1,3,4],但CNP在再狭窄中的意义,目前尚未完全阐明,因此本实验在大鼠主动脉球囊剥脱模型上,观察了球囊血管损伤不同时间血浆和主动脉组织CNP的动态变化及外源性CNP对血管损伤后新生内膜生成的影响,以探讨CNP在再狭窄发生中的作用。
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    材 料 和 方 法

    一、大鼠主动脉内皮剥脱

    体重为300~380 g的雄性Wistar大鼠,40 mg/kg戊巴比妥钠i.p.麻醉,经左侧颈总动脉插入自制的球囊导管,至腹主动脉,注入0.1 mL生理盐水扩张球囊,反复抽拉3次,剥脱主动脉内皮。实验分

    为3组:(1)假手术对照组:颈总动脉仅插入无球囊导管。(2)球囊剥脱组。(3)CNP处理组:CNP 0.5 mg/kg溶于2 mL生理盐水中,在球囊剥脱后即可静脉滴注(1 h内滴完),以后每天腹腔内注射相同剂量的CNP 1次,直至术后第7 d和21 d处死,取材测定内膜/中膜比值。另外一批球囊剥脱大鼠分别于术后3,10,21,28 d处死,测定血浆和主动脉组织CNP的放免活性。

    二、血浆和主动脉组织CNP的测定[5]
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    采用RIA kit测定血浆和主动脉组织CNP,敏感度IC 50为15 pmol/L/tube,与α-ANP,BNP-45,endothelin-1均无交叉反应。

    三、内膜/中膜比值的测定

    取胸主动脉组织,10%的甲醛固定,石蜡包埋,切片,HE染色。在显微镜下观察血管形态的变化。计算机图象分析(Sigma Scan软件),计算内膜平均厚度和内膜/中膜(I/M)比值。

    四、材料

    Wistar大鼠由本校实验动物中心提供。CNP和CNP测定kit为Pheonix Pharmacy产品,余为市售分析纯产品。

    五、数据处理和分析

    实验结果以±s表示,统计处理采用One-Way Anova和Student-Newman-Keuls't检验。
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    结 果

    一、球囊损伤大鼠血浆CNP含量的动态变化

    对照组血浆CNP含量为(13.17±1.07)pg/mL,在血管内皮剥脱后第3,10,21 d,血浆CNP的含量分别高80.7%(P<0.01),43.5%(P<0.05)和27.5%(P<0.05),在损伤后28 d,血浆CNP的水平接近对照。结果如图1所示。

    Fig 1 The dynamics of CNP-ir activity in plasma after balloon angioplasty of rat±s,n=6; *P<0.05, **P<0.01,vs control
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    图1 球囊血管损伤大鼠血浆CNP活性的动态变化

    二、球囊损伤大鼠动脉组织CNP的动态变化

    对照组大鼠主动脉组织CNP含量为(1.18±0.11) pg/mgpr,血管内皮剥脱后的第3 d,主动脉组织的CNP含量比对照低46.6%(P<0.05),第10 d,21 d和28 d主动脉组织CNP含量分别高2.8倍(P<0.01),1.6倍(P<0.05)和0.82倍(P<0.05)。结果如图2所示。

    Fig 2 The dynamics of CNP-ir activity in aorta after balloon angioplasty of rat

    ±s,n=6; *P<0.05, **P<0.01,vs control
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    图2 球囊损伤大鼠主动脉组织CNP活性的动态变化

    三、外源性CNP对大鼠主动脉球囊损伤内膜/中膜比值的影响

    正常大鼠主动脉内皮细胞和内弹力层之间无细胞存在,球囊损伤后可见明显的新生内膜形成。球囊损伤后的第7 d、21 d内膜的平均厚度分别为(16.3±1.1)μm和(22.2±1.4)μm,内膜和中膜的比率分别是17.6%和23.0%与球囊剥脱组比较,CNP治疗显著抑制球囊剥脱后新生内膜的形成,内膜/中膜比值分别低22%(P<0.05)和20%(P<0.05)(第7 d和21 d I/M比值分别为13.8%和18.4%),结果如表1所示。

    表1 CNP对大鼠主动脉球囊损伤后内膜/中膜的影响

    Tab 1 The effect of CNP on intima/media after
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    balloon injury of rat aorta (±s,n=6)

    Mean Thickness

    Intima(μm)

    Media(μm)

    I/M(%)

    Control l week

    0

    96.8±5.3

    -

    Balloon 1 week
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    16.3±1.1

    92.7±5.5

    17.6±2.0

    CNP 1 week

    12.6±2.2

    91.6±4.5

    13.8±1.6#

    Control 3 weeks

    0

    99.2±5.2

    -

    Balloon 3 weeks
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    22.2±1.4

    96.4±6.7

    23.0±2.2

    CNP 3 weeks

    18.4±1.2#

    99.8±6.2

    18.4±2.0#

    #?P<0.05, vs balloon alone group讨 论

    本实验发现大鼠在球囊剥脱后血浆和主动脉组织CNP的含量有显著的变化,其中血浆浓度在球囊剥脱后增加,第3d增高最明显,以后逐渐下降,第28 d血浆浓度大致恢复正常。而主动脉组织CNP含量在球囊剥脱后第3d明显减少,以后逐渐升高,提示CNP可能参与血管损伤后的修复过程。
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    CNP是1990年Sudoh等[6]从猪的脑组织中分离出的一种新的利钠利尿多肽,广泛分布于中枢神经系统、肾上腺髓质、小肠、肾脏,血管内皮细胞是合成CNP的主要场所。CNP的释放受许多因素的调节,细菌脂多糖、炎症因子如肿瘤坏死因子和白介素1(IL-1)等均能增加培养内皮细胞CNP mRNA的表达和CNP的释放。在体某些病理情况下,如缺氧、败血症休克、慢性肾衰时血浆CNP水平升高[2,7]。本实验术后早期(3 d),血管内皮已剥脱但血浆CNP明显升高,推测是损伤后应激及炎症刺激,促进CNP由其它非内皮剥脱的部位释放到血液的结果。而球囊损伤后主动脉组织的CNP的变化可能反映主动脉的损伤和修复过程。在球囊损伤的第3 d,由于内皮的损伤,内皮合成CNP显著减少,因此主动脉组织的CNP含量降低。在球囊损伤的第10、21和28 d,由于内皮细胞的修复及新生内膜的形成,使CNP的含量增加,与文献报道的结果一致[8]

    本实验还发现,球囊损伤后,给予外源性CNP可抑制内膜的增厚,其机制尚不完全清楚。血管损伤后内膜增厚主要是由于平滑肌细胞的增殖、迁移及增殖的平滑肌细胞产生大量的细胞外基质。主动脉内皮是CNP产生的主要部位,以自分泌和旁分泌的方式作用于平滑肌细胞,使cGMP产生增多抑制平滑肌细胞的增殖[9]。另外CNP可抑制平滑肌细胞的迁移,本实验发现CNP抑制球囊拉伤大鼠内膜增厚可能与其抑制平滑肌细胞的增殖和迁移有关。
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    损伤后CNP升高,外源性CNP可抑制内膜的增厚,推测CNP的自身保护机制防止内膜的过度增殖,对于防治再狭窄具有临床应用价值。

    [基金项目] 九五国家科技攻关项目 96-906-02-07

    [参 考 文 献]

    [1] Libby P, Tanaka H. The molecular bases of restenosis [J]. Prog Cardiovas Dis,1997,40(2):97~106.

    [2] Barr CS, Rhodes P, Struthers AD. C-type natriuretic peptide [J]. Peptides,1996,17(7):1243~1247.

    [3] Nomiya M, Tashiro J. Saito Y, et al. C-type natriuretic peptide inhibits intimal thickening of rabbit carotid artery after balloon catheter injury [J]. Biochem Biophys Res Commun,1994,205(2):1051~1056.
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    [4] Matuo H, Furuya M. C-type natriuretic protein inhibits intimal thickening after vascular injury [J]. Ann N Y Acad Sci,1997,811:45~47.

    [5] Minamino N, Kangawa K, Matuso H. N-terminally extended form of C-type natriuretic peptide (CNP-53) identified in porcine brain [J]. Biochem Biophys Res Commun,1990,170:973~979.

    [6] Sudoh T, Minamino N, Kangawa K, et al. C-type natriuretic peptide (CNP): A new member of natriuretic peptide family identified in porcine brain [J]. Biochem Biophys Res Commun,1990,168:863~870.
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    [7] Barr CS, Cargill RI, Coutie WJ, et al. C-type natriuretic peptide in heart failure and pulmonary heart disease [J]. Br Heart J,1994,71:P73 (abstract).

    [8] Brown J, Chen Q, Hong GZ, et al. An autocrine system for C-type natriuretic peptide within rat carotid neointima during arterial repair [J]. Am J Physiol,1997,272(Heart Circ Physiol. 41):H2919~H2931.

    [9] Hutchinson HG, Trindade PT, Cunanan DB, et al. Mechanism of natriuretic peptide-induced growth inhibition of vascular smooth muscle cells [J]. Cardiovas Res,1997,35(1):158~167.

    [收稿日期]1999-01-29 [修回日期]1999-06-14, http://www.100md.com