nature奈良近畿大学研究示卵巢切除增加腹主动脉瘤发生率和直径

nature奈良近畿大学研究示卵巢切除增加腹主动脉瘤发生率和直径

武汉协和医院血管外科：林擒、Laura、Lyu（吕平）

nature 研究论著:

卵巢切除术会增加低灌注诱导de腹主动脉瘤动物模型中腹主动脉瘤de发生率和直径

期刊：nature

单位：日本奈良近畿大学 

所用实验动物：sprague-dawley大鼠

摘要

腹主动脉瘤（AAA）是一种以血管壁变弱为特征的血管疾病。男性是AAA的危险因素，男性峰值AAA发病率比女性早10年。但是，女性中AAA的生长速度更快，并且由于AAA破裂，女性死亡率更高。AAA中与性别相关的差异的潜在机制仍然未知。本文中，我们评估了卵巢切除术对大鼠AAA的影响。通过评估卵巢切除术和AAA诱导的作用，卵巢切除术组中AAA发生率和动脉瘤直径增加。然而，两组之间形成的AAA壁的组织病理学没有差异。当评估卵巢切除术对未诱导出AAA的血管壁的影响时，弹性蛋白和胶原蛋白水平显着降低。此外，卵巢切除术组中基质金属蛋白酶9的水平显着增加。根据我们的结果，推测卵巢切除术诱导的胶原蛋白和弹性蛋白纤维水平降低可能与AAA的发生率和直径增加有关。在AAA发生之前血管壁变弱可能是女性AAA生长更快的一个原因。

介绍

腹主动脉瘤（AAA）是一种涉及腹主动脉进行性扩张的血管疾病。鉴于AAA破裂导致很高的死亡率，预防它是一个非常重要的问题。但是，尚未建立预防AAA进展和破裂的治疗药物。

先前的研究报道说，AAA与炎症引起的血管壁衰弱密切相关。免疫细胞（例如巨噬细胞和单核细胞）释放蛋白酶和炎性细胞因子，包括基质金属蛋白酶（MMP）和单核细胞趋化蛋白1（MCP-1），它们会降解血管壁中的弹性蛋白和胶原纤维。伴随高血压的动脉壁降解是AAA发生的诱因。据报道，由滋养血管狭窄诱导的血管壁缺血导致AAA的发展。

男性是AAA不可改变的危险因素。先前的研究表明，男性AAA的发生率是女性的4倍。在英国，目前的AAA筛查计划被认为对男性而言具有成本效益，而对女性而言则不。但是，应考虑AAA中基于性别的差异，以了解女性AAA的特征性病理。妇女常常被确诊为AAA比男性晚10年。AAA破裂的风险女性比男性高3-4倍，并且动脉瘤增长速度女性比男性高。在血管内动脉瘤修复和AAA开放性修复之后，妇女发生30天死亡率和重大并发症的风险较高。多数罹患AAA的妇女是处于绝经后，AAA较大的妇女被发现较早经历绝经。绝经期卵巢功能减退导致雌激素水平降低，这与氧化应激和血管壁炎症相关。这些报告表明，卵巢功能减退与女性特征性AAA事件有关。但是，尚不清楚女性特征性AAA事件背后的确切机制。在这项研究中，我们评估了卵巢切除术对AAA的影响，并显示卵巢切除术增加了腹主动脉瘤的发生率和直径，并导致胶原蛋白和弹性蛋白纤维水平降低。

结果（仅保留结果小标题）

卵巢切除术增加AAA发生率和主动脉直径

卵巢切除术不会改变已形成的AAA壁的外膜异位脂肪细胞和纤维降解

卵巢切除术不会改变已形成的AAA血管壁中的MMP和单核细胞/巨噬细胞表达

卵巢切除术降解血管壁中的弹性蛋白和胶原纤维

卵巢切除术增加MMP-9的表达但不增加MMP-2的表达

卵巢切除术不会改变AAA诱导时所引发的急性炎症

讨论

在这项研究中，我们评估了卵巢切除术对AAA的影响，并观察到卵巢切除术结扎组中AAA的发生率和直径显着大于对照结扎组。迄今为止，在临床研究中大多数罹患AAA的女性均已绝经，这表明卵巢机能减退可能是女性AAA的诱因。在本研究中，我们对AAA进行了组织学分析，以研究卵巢切除术结扎组中AAA发病率增加的潜在机制，并且在对照结扎组和卵巢切除术结扎组之间未观察到病理学上的显着差异。然后，我们评估了卵巢切除术对未诱导出AAA的血管壁的影响。卵巢切除术组7周后，卵巢切除术组中的血管纤维（如弹性蛋白和胶原蛋白）显着降解，这与Johnston 等人的发现一致，在卵巢切除术小鼠中平滑肌细胞标志物和弹性蛋白的染色降低。这些结果表明，卵巢切除术本身不会引起AAA的形成，但会导致血管壁的变弱，这与AAA的发生率增加以及在诱导血管壁低灌注后更大尺寸的AAA有关。

在卵巢切除术后3周和7周，卵巢切除术组中MMP-9阳性面积的增加明显大于对照组。相比之下，对照组和卵巢切除术组的MMP-2阳性面积没有差异。在卵巢切除术后3周，卵巢切除术组巨噬细胞/单核细胞表达阳性区域的增加明显大于对照组的。这些结果表明，卵巢切除术参与了MMP-9水平的升高，但未参与MMP-2的水平升高。但是，MMP-9水平的升高只能部分归因于巨噬细胞/单核细胞浸润的增加，需要进一步的研究。AAA诱导后24小时，对照结扎组和卵巢切除术结扎组之间MMPs和巨噬细胞/单核细胞阳性区域没有差异。因此，我们推测卵巢切除术不会导致低灌注引起的血管壁血管炎症加重。由于人AAA与许多复杂因素有关，因此需要进一步研究以阐明卵巢切除术对AAA的影响。

先前使用弹性蛋白酶主动脉灌注模型的研究表明，雌性小鼠的腹主动脉瘤比雄性小鼠的小。但是，在卵巢切除术雌性小鼠中形成的AAA的大小与雄性小鼠中的相同。此外，雌激素合成酶——芳香酶基因缺失的雌性小鼠中AAA的大小达到了雄性小鼠中观察到的AAA大小。先前的研究表明，在卵巢切除术雌性小鼠中，应用17β-雌二醇会削弱AAA进展诱导的血管紧张素II。综合起来，这些结果表明在卵巢切除术背景下AAA的发展可能被降低的雌激素水平促进了。在这项研究中，我们观察到卵巢切除术组中17β-雌二醇水平降低。17β-雌二醇水平的降低可能与MMP-9水平的升高有关。据报道17β雌二醇通过雌激素受体β抑制了大鼠主动脉平滑肌细胞NFκB依赖性炎症。Xing等报道了17β-雌二醇通过两种不同的机制调节NFκB信号传导：促进新IκBα合成，这与NFκB信号传导中的负反馈有关，以及直接抑制NFκB与炎症基因启动子的结合。一个功能性NFκB位点发生于MMP-9的启动子，MNF-9上调需要NFκB，而MMP-2则不需要。

通常，已知雌激素在绝经前妇女的血管壁保护中起作用。据报道，罹患大型AAA的女性更年期更早，据信雌激素对女性AAA的发展具有保护作用。先前的一份报告显示激素替代疗法（HRT）降低了AAA的发生率，而另一份报告显示，HRT增加了AAA的发生率，表明在HRT对AAA的影响方面缺乏共识。根据时机假说，激素治疗对心血管疾病的影响取决于相对于更年期的激素治疗开始的时间。我们的研究结果表明，卵巢切除术引起17β-雌二醇的降低和血管壁纤维的逐渐降解。因此，我们的结果与关于女性AAA的时机假说并不矛盾。但是，对于绝经后妇女，AAA激素治疗是否有益尚无定论。

据报道，在人AAA模型和动物AAA模型中，AAA壁中脂肪细胞的异常出现与AAA的发展或破裂有关。在AAA模式动物，在血管壁低灌注状况下，间充质干细胞在血管周围脂肪组织中异常分化为脂肪细胞。脂肪细胞可加重AAA壁胶原纤维的降解。在人AAA中也观察到异常出现的脂肪细胞，而在人腘动脉瘤却没有，后者具有极低的破裂倾向。生物力学分析表明，AAA壁中的脂肪细胞据报道与人AAA壁的孱弱有关。在这项研究中，对照结扎组和卵巢切除术结扎组之间的脂肪细胞数量和面积没有差异，这表明卵巢切除术诱导的AAA发生率和直径增加并不直接涉及AAA壁的脂肪细胞。这可能是由于AAA病理的不同阶段。我们的结果表明，卵巢切除术在AAA诱导之前降解纤维，而在先前的研究中，脂肪细胞据报道在诱导后两周出现。

总之，我们的结果表明卵巢切除术增加了AAA的发生率和直径，这可能归因于胶原蛋白和弹性蛋白纤维水平的降低以及MMP-9水平的升高。AAA开始前这些纤维的含量较低，可能有助于女性AAA更快的生长速度。本研究的局限性是缺乏人体病理学数据，由于难以在与本研究相似的条件下比较血管壁。此外，我们没有显示外源性激素应用对卵巢切除术治疗组的影响。本研究中使用的AAA模型的局限性是AAA壁缺乏动脉粥样硬化病变。需要进一步的研究来补充这项研究。

方法（仅保留方法小标题）

动物

诱导腹主动脉壁灌注不足

组织学分析

血清17β-雌二醇测定

统计分析（略）

参考文献（略）

Figure 1.

实验模式。（A）实验1方案的示意图。（B）实验2方案的示意图。（C）实验3方案的示意图。

Figure 2.

卵巢切除术对腹主动脉瘤（AAA）发生率、破裂和主动脉直径的影响。卵巢切除术对AAA发生率（A）和AAA破裂率（B）的影响。数据以大鼠数表示。Fisher精确检验的P值。AAA形成被定义为扩张率＞ 2.0。扩张率=最大动脉瘤直径（sac）/非扩张血管直径（颈部）。（C）对照结扎组和卵巢切除术结扎组中，诱导AAA的腹主动脉代表性图像（比例尺= 5 mm）。（d）主动脉直径定量分析。数据表示为平均值±SEM（A）对照结扎组（n ＝ 20），卵巢切除术结扎组（n ＝ 14）。（B）对照组结扎组（n = 13），卵巢切除术结扎组（n = 9）。（D）对照结扎组（n ＝ 13），卵巢切除术结扎组（n ＝ 14）。不同字母表示的数值之间具有显著性差异（P <0.05）。

Figure 3.

实验1中AAA壁的Elastica van Gieson（EVG）和Picrosirius Red（PSR）染色。（A–D）EVG染色的代表性图像（比例尺= 100 μm）。（E）在对照结扎和卵巢切除术结扎组中的弹性蛋白降解评分。（FK）PSR染色的代表性图像（比例尺= 50 μm）。（L）在对照结扎和卵巢切除术结扎组中血管壁的胶原蛋白阳性区域定量。数据表示为平均值±SEM（E，L）。对照结扎组（n ＝ 13），卵巢切除术结扎组（n ＝ 9）。不同字母表示的数值之间具有显著性差异（P <0.05）。箭头表示内膜和外膜的方向。在放大图情况下，未显示出动脉壁所有层。

Figure 4.

实验1的AAA壁基质金属蛋白酶（MMPs）和巨噬细胞/单核细胞的免疫组织化学染色。将两个实验组的腹主动脉瘤（AAA）囊区域分为无脂肪细胞（-）的区域（B，E，H，K， N，Q）和那些有脂肪细胞的区域（+）（C，F，I，L，O，R）。（AF）MMP-2免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（GL）MMP-9免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（MR）巨噬细胞/单核细胞免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（S）血管壁MMP-2阳性区域定量。（T）血管壁MMP-9阳性区域定量。（U）血管壁巨噬细胞/单核细胞阳性区域定量。（S，T）对照结扎组（n ＝ 12），卵巢切除术结扎组（n ＝ 8）。（T）对照结扎组（n ＝ 11），卵巢切除术结扎组（n ＝ 8）。不同字母表示的数值之间具有显著性差异（P <0.05）。箭头表示内膜和外膜的方向。在放大图情况下，未显示出动脉壁所有层。

Figure 5.

实验2中Elastica van Gieson（EVG），Picosirius Red（PSR）和血管壁变性胶原蛋白染色。（A，B，D，E）EVG染色的代表性图像（比例尺= 50 μm）。（G，H，J，K）PSR染色的代表图像（比例尺= 100 μm）。（M，N，P，Q）变性胶原蛋白染色的代表性图像（比例尺= 100 μm）。对照组和卵巢切除术组在卵巢切除术后3周（C）和卵巢切除术后7周（F）的弹性蛋白降解评分。对照组和卵巢切除术组在卵巢切除术后3周（I）和卵巢切除术后7周（L）血管壁胶原阳性面积的定量。在卵巢切除术后3周（O）和卵巢切除术后7周（R），对照组和卵巢切除术组的血管壁变性胶原阳性面积定量。（C，F，I）对照组（n = 8），卵巢切除术组（n = 8）。（L，O）对照组（n ＝ 7），卵巢切除术组（n ＝ 9）。（R）对照组（n = 7），卵巢切除术组（n = 8）。* P <0.05，*** P <0.001。箭头表示内膜和外膜的方向。

Figure 6.

实验2中血管壁基质金属蛋白酶（MMP）和巨噬细胞/单核细胞的免疫组织化学染色。（A，B，D，E）MMP-2免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（G，H，J，K）MMP-9免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（M，N，P，Q）巨噬细胞/单核细胞免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。在卵巢切除术后3周（C）和卵巢切除术后7周（F）血管壁MMP-2阳性面积定量。卵巢切除术后3周（I）和卵巢切除术后7周（L）血管壁MMP-9阳性面积定量。）。在卵巢切除术后3周（O）和卵巢切除术后7周（R），血管壁巨噬细胞/单核细胞阳性区域定量。（E，K）对照组（n = 8），卵巢切除术组（n = 8）。（F）对照组（n ＝ 6），卵巢切除术组（n ＝ 8）。（L，Q）对照组（n = 7），卵巢切除术组（n = 9）。（R）对照组（n = 7），卵巢切除术组（n = 8）。* P <0.05，*** P <0,001。箭头表示内膜和外膜的方向。在放大图情况下，未显示出动脉壁所有层。

Figure 7.

实验3中血管壁基质金属蛋白酶（MMP）和巨噬细胞/单核细胞的免疫组织化学染色。（A，B）MMP-2免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（C，D）MMP-9的免疫染色的代表性图像（比例尺＝30μm）。（E，F）巨噬细胞/单核细胞免疫染色的代表性图像（比例尺= 30 μm）。（G）血管壁MMP-2阳性区域定量。（H）血管壁MMP-9阳性区域定量。（I）血管壁巨噬细胞/单核细胞阳性区域定量。（G，H）对照结扎组（n ＝ 8），卵巢切除术结扎组（n ＝ 8）。（I）对照结扎组（n = 8），卵巢切除术结扎组（n = 9）。箭头表示内膜和外膜的方向。在放大图情况下，未显示出动脉壁所有层。

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