Buckling Reduces eNOS Production and Stimulates Extracellular Matrix Remodeling in Arteries in Organ Culture

doi:10.1007/s10439-016-1571-0

.2016年9月；44(9):2840-50.

doi:10.1007/s10439-016-1571-0。 Epub 2016年2月25日。

在器官培养中，屈曲减少eNOS的生成并刺激动脉中的细胞外基质重塑

肖阳明¹, 秦柳¹, 韩海超^2 三

附属机构

¹德克萨斯大学圣安东尼奥分校机械工程系，德克萨斯州圣安东尼奥，78249，美国。
²德克萨斯大学圣安东尼奥分校机械工程系，德克萨斯州圣安东尼奥，78249，美国德克萨斯州。hchan@utsa.edu。
^三上海交通大学机械生物学与医学工程研究所，上海，200240，中国。hchan@utsa.edu。

采购管理信息： 26913855
PMCID公司：项目经理4983471
内政部： 2007年10月10日/10439-016-1571-0

在器官培养中，屈曲减少eNOS的生成并刺激动脉中的细胞外基质重塑

肖阳明等。 Ann Biomed工程师. 2016年9月.

.2016年9月；44(9):2840-50.

doi:10.1007/s10439-016-1571-0。 Epub 2016年2月25日。

作者

肖阳明¹, 秦柳¹, 韩海超^2 三

附属机构

¹德克萨斯大学圣安东尼奥分校机械工程系，德克萨斯州圣安东尼奥，78249，美国德克萨斯州。
²德克萨斯大学圣安东尼奥分校机械工程系，德克萨斯州圣安东尼奥，78249，美国德克萨斯州。hchan@utsa.edu。
^三上海交通大学机械生物学与医学工程研究所，上海，200240，中国。hchan@utsa.edu。

采购管理信息： 26913855
PMCID公司：项目经理4983471
内政部： 2007年10月10日/10439-016-1571-0

摘要

动脉屈曲改变了动脉中的流体剪切应力和壁应力，但其对血管壁重塑的时间影响尚不清楚。本研究旨在探讨动脉屈曲对内皮型一氧化氮合酶（eNOS）表达和细胞外基质重塑的早期影响。在离体器官培养系统中，在相同的生理压力和流速下，将双侧猪颈动脉保持在有和无屈曲的状态下3-7天。采用Western blotting和免疫组织化学方法检测基质金属蛋白酶-2（MMP-2）、MMP-9、纤维连接蛋白、弹性蛋白、I、III和IV型胶原、金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）和eNOS。我们的结果表明，MMP-2在屈曲动脉中的表达水平显著高于对照组，在屈曲动脉的内曲处高于外曲处，而IV型胶原含量则呈现相反的趋势，这表明动脉屈曲以特定部位的方式增加了MMP-2的表达和IV型胶原的降解。然而，在屈曲动脉和直线对照的内外曲线侧，MMP-9、纤维连接蛋白、弹性蛋白、I型胶原、III型胶原和TIMP-2无差异。此外，屈曲动脉中eNOS的表达显著降低。这些结果表明，动脉屈曲会触发不均匀的血管壁重塑，从而导致动脉弯曲。

关键词：动脉屈曲；细胞外基质；基质金属蛋白酶-2；血管重塑；电子NOS。

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利益冲突

没有利益冲突。

数字

图1
（a）在水流下弯曲的动脉示意图，说明了三个动脉环（点线）的内外曲线和位置。右边是组织环的横截面图。在外曲线处进行了切割；阴影区域是内部和外部曲线区域。（b）比较直（对照）动脉和弯曲动脉的形状。在器官培养前（空载条件下）、器官培养期间（流动条件下，第1天至第7天，流动方向为从左向右）和器官培养后（空载条件）拍摄照片。

图2
曲折度指数比较（平均值±SD，n个=7）在直线控制装置和带扣组中**第页<0.01弯曲与笔直。

图3
动脉屈曲诱导MMP-2的特异性表达。（a） MMP-2的典型免疫印迹图像；（b）直动脉和屈曲动脉的外曲（外）和内曲（内）之间MMP-2表达水平的比较。^#第页<0.05，内部与外部；^&第页<0.05 vs.直发。

图4
动脉屈曲对MMP-9和TIMP-2表达的影响。上图：MMP-9和TIMP-2的典型免疫印迹图像。底部：MMP-9和TIMP-2在直线组、外侧组和内侧组之间的比较*第页<0.05，7天(n个=6）与3天(n个= 7).

图5
动脉屈曲对IV型胶原的影响（a）免疫组织化学染色测定IV型胶原（红色，40×）。（b）直型、外型和内型组IV型胶原阳性区域的比较。^&第页<0.05 vs.直发；^#第页<0.05内曲线与外曲线。样本大小为n个=3天组为6，n个=连续7天组为4，n个=7天内组和外组。

图6
动脉屈曲对I、III型胶原和弹性蛋白含量以及纤维连接蛋白表达的影响。纤连蛋白的表达在直链、外链和内链之间没有差异。样本大小：胶原蛋白I，n个=3天组和7天组为4；胶原III，n个=3天组为4，n个=7天组为5；纤连蛋白表达，n个=3天组为6，n个=7天组为3；弹性蛋白：n个=3天组为6，n个=7天组为5。

图7
动脉屈曲对细胞凋亡的影响。新鲜动脉、直动脉和弯曲动脉中caspase-3的典型TUNEL染色和免疫印迹图像以及与GAPDH标准化的caspase-2的比较(n个= 4).

图8
动脉屈曲对内皮功能的影响。上图：动脉内皮细胞eNOS的代表性免疫组织化学染色（左）和免疫印迹图像（右）（40×）。底部：通过免疫组织化学（左）和西方（右）测量比较新鲜、直和弯曲动脉中eNOS的表达水平。样本大小为，eNOS表达，n个=新鲜组为9，n个3天组和7天组均为5；西部，n个=新鲜时为13，n个3天组和7天组均为6。^#第页<0.05弯曲与平直；^%第页<0.05 vs.新鲜。

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