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第一部分:艾塞那肽对高脂饮食和慢性应激诱发的ApoE-/-小鼠血管衰老及AS作用及其机制研究;第二部分:冠心病患者血清中二肽基肽酶-4(DPP4)活性的临床意义

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目录

声明

前言

摘要

Introdution

ABSTRACT

Abbreviations(缩略词简表)

CONTENTS

Chapter One Effects and Mechanism of Exenatide on High Fat Diet and Chronic Stress induced Vascular Aging and Atherosclerotic Plaque Growth in ApoE-/- Mice

1.1.Introduction

1.2 materials and methods

1.2.1 Animals

1.2.2.Mouse restraint stress model

1.2.3.Preparation and quantification of atherosclerotic lesions

1.2.4.Plasma DPP4 level analysis

1.2.5.Gene expression assay

1.2.6.Histological characterization of atherosclerotic plaques

1.2.7.Gelatin zymography

1.2.9.Senescence-associated β-galactosidase(β-Gal) staining

1.2.10.ELISA and Biochemical analyses

1.2.11.Cell culture

1.2.12.Statistical analysis

1.3.1 Impact of chronic stress on body weight(Bw) and blood biological parameters

1.3.2 The chronic shress accelerated the diet-induced vascuiar aging and atherosclerotic lesion lbrmation and component change

1.3.3 The impact of the chronic stress on inflammation,oxidative stress,and proteolysis

1.3.4 The impact of tile chronic stress on the levels of plasma GLP-1,leptin and APN proteins and adipose APN gene expression

1.3.5 GLP-1R activation mitigated the HF diet-induced vascular aging and atherosclerotic plaque growth

1.3.6 The effects of exenatide on inflammation and proteolytic enzyme expression and activity

1.3.7 DPP4 inhibition increased the levels of plasma leptin and APN and the adipose APN expression in the stressed mice

1.4 Discussion

1.5 Conclusions

References

Chapter Two Clinical significance of Plasma Dipeptidy Peptidase-4 Activities in Patients with Coronary Artery Disease

2.1 Introduction

2.2 Materials and methods

2.2.1 Study population and definition

2.2.2 Plasma DPP4 activity analysis

2.2.3 Quantitative coronary angiogram (QCA)

2.2.4 Laboratory examination

2.2.5 Statistical analysis

2.3 Results

2.3.1 Patients’ laboratory and clinical characteristics

2.3.2 Atherosclerotic lesion characteristics

2.3.3 Circulating Biomarkers

2.3.4 Impacts of diabetes and CAD on plasma DPP4 activities

2.3.5 Association between DPP4 activity and CAD patients with andwithout DM

2.4 Discussion

2.4.1 DPP4 and inflammation/atherogenic lesion characterization

2.4.2 The impact of DM on plasma DPP4 levels in the CAD and non-CAD groups

2.4.3 DPP4 and lipid metabolism

2.4.4 Study limitations

2.5 Conclusion

References

综述(一) 胰高血糖素样肽1非降糖依赖抗动脉粥样硬化作用及其机制的研究进展

综述(二) 二肽基肽酶-4抑制剂非GLP-1依赖多效性及其机制的研究进展

致谢

附录

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摘要

第一部分:
  目的:
  探讨GLP-1受体激动剂艾塞那肽对高脂饮食和慢性应激诱发的ApoE-/-小鼠血管老化及动脉粥样硬化斑块的影响及其机制。
  方法:
  实验1:使用5周龄ApoE-/-雄性小鼠(n=24)随机分为非应激组和应激组,两组均给予高脂饮食(High fat diet,HFD),应激组利用固定应激模型器,固定压力4小时/日,共12周,非应激组可自由活动。
  实验2:5周龄ApoE-/-雄性小鼠(n=22)随机分为(NS组,0.2ml)艾塞纳肽组(Exe组,5μg/kg),均皮下注射,共12周。两组均每日持续4小时固定压力及高脂饮食。固定压力时间和方法同实验1。第12周末全部实验小鼠心脏采血后取动脉组织,采用ELISA测定脂联素(APN)、瘦素(leptin)、和GLP-1活性;用全自动生化仪检测BUN、NEFA、LDL-C、HDL-C和TG水平;采用化学发光法测定DPP-4活性;病理检查采用HE、油红0、β Gal、胶原蛋白、弹性蛋白染色及免疫组化染色观察AS斑块和血管老化病理改变;采用明胶酶谱、RT-PCR观察炎症和氧化因子p22phox,gp91phox,MMP-2和-9, TIMP-1和-2、CatS、K和L,TLR2和4,SDF-1α、CXCR4及eNOS表达;脂肪因子脂联素(adiponectin,APN)的基因表达;采用Western Blot方法检测PPAR-α,AT1R和gp91phox蛋白的表达水平。
  结果:
  一.体重(BW)和血生化指标
  1.与非应激组相比,应激组小鼠腹股沟脂肪和皮下脂肪明显减少,血浆DPP4水平(823±34 vs.305±28 ng/ml,p<0.01)显著增加,但游离脂肪酸浓度维持较低水平。
  2.应激组与非应激两组血浆CRE,BUN、LDL-C、HDL-C水平之间没有显著性差异。
  二.血管衰老和AS病理改变
  主动脉根部H&E染色定量分析:与对照组相比,应激组主动脉内膜面积(438±25 vs.213±13×103μ m2,p<0.01)和新生内膜面积与中膜面积比值(1.9±0.2 vs.1.0±0.1,p<0.01)明显增高。
  油红O染色定量分析:与对照组相比,应激组动脉硬化斑块面积显著增多(209±20 vs.117±10×102μm2,p<0.01)。
  主动脉根部AS病变特性定量分析:与对照组相比,应激组胶原蛋白的含量(17.0±1.9 vs.38.9±2.3%,p<0.01)和平滑肌SMC细胞含量(13.3±0.8 vs.19.5±1.4%,p<0.05)明显减少,而弹性蛋白的降解明显增多(15.6±1.5 vs.4.5±0.7,p<0.01)。
  β-Gal染色血管老化定量分析:与对照组相比,应激组SA-β-Gal活性显著增加(29.0±4.1 vs.10.1±1.9,p<0.01)。
  三.慢性应激对炎症/氧化应激相关基因和基质蛋白分解酶表达:
  1.免疫组化分析显示:与非应激组比较,应激组斑块内巨噬细胞、骨桥蛋白表达及新生血管数均明显增加(25.5±2.6% vs.10.2±1.3%,25.6±2.1% vs.9.3±1.0%,7.2±1.1 vs.3.1±0.5,均p<0.01)。
  2.定量PCR分析显示:非应激组比较,应激组血管病变组织内炎症和氧化应激相关基因(TLR-2、TLR-4、CXCR4、SDF-1α、p22phox和gp91phox)的表达均显著增高。除eNOS mRNA水平外,应激组MMP-2和9、TIMP-1和2、CatL,S和K mRNA的表达明显高于非应激组。
  3.定量明胶酶谱法检测表明:应激组病变组织的MMP-2和9的酶活性增强。
  4.Western blot凝胶图像和定量分析结果表明:应激组炎症和氧化因子相关蛋白gp91、AT1R和PPAR-α的表达明显增强。
  四.慢性应激对血浆GLP-1、瘦素和脂联素水平以及脂联素基因表达影响:
  ELISA检测结果显示:与非应激组比较,应激组GLP-1(9.2±0.8 vs15.9±1.1 pM, p<0.01)APN(5619±598 vs.7577±382 ng/ml, p<0.05)、Leptin(177±25 vs.402±45 pg/ml,p<0.01)水平下降,皮下脂肪细胞中APN基因表达显著减少,与血浆检测APN结果一致。
  五.GLP-1R激活,减轻HF饮食诱导慢性应激引起的血管老化和动脉粥样硬化斑块:
  油红O染色定量分析:与NS组比较,Exe组AS斑块面积显著减少(145±11 vs.390±19×103/um2, p<0.01)。
  主动脉根部AS病变特性定量分析:与NS组相比,Exe组胶原蛋白(28.1±3.1% vs.15.2±1.2%,p<0.01)和血管中膜中平滑肌细胞含量明显增多(17.1±2%vs.12.7±1.3%,P<0.05),而弹性蛋白的降解明显减少(2.4±0.5 vs.9±1.6,P<0.01)。
  β-Gal染色血管老化定量分析:与NS组相比,Exe组SA-β-Gal活性显著减少(9.8±1.3% vs.34.1±4.0%,p<0.01)。Exe组与NS组血脂、肾功能和体重、皮下脂肪无显著性差异。
  六.Exenatide对炎症和蛋白水解酶的表达及活性的影响:
  1.与NS组比较,Exe组主动脉根部AS斑块内巨噬细胞数量(26.2±1.8% vs.45.2±4%)和骨桥蛋白表达量显著减少(16.4±2% vs.38.4±1.4%),新生血管密度也明显降低(2.3±0.3vs6.1±0.9,p<0.01)。
  2.定量PCR分析显示:与NS组相比,Exe组病变组织内炎症和氧化应激相关基因(TLR-2和4、CXCR4、SDF-1α、p22phox和gp91phox)的表达显著降低,除eNOS mRNA表达水平外,MMP-2和9、TIMP-1和2、CatL、S和KmRNA的表达明显降低。
  3.定量明胶酶谱法检测表明,与NS组相比,S-Exe组MMP-2和9的酶活性明显降低。
  4.Western blot凝胶图像和定量分析结果表明,与NS组相比Exe组gp91phox蛋白水平下降,AT1R和PPAR-α蛋白表达降低。
  七.Exenatide对血浆GLP-1、瘦素和脂联素水平以及脂肪组织脂联素基因表达影响:
  ELISA结果显示:与NS组比较,Exe组血浆APN及瘦素水平明显升高(8065±634 vs5619±598 ng/ml, p<0.05,367±51 vs130±17 pg/ml, p<0.01),皮下脂肪细胞中APN基因表达也增加,与血浆APN检测结果一致。
  结论:
  慢性应激使血浆中DPP-4浓度升高,降低GLP-1活性,脂肪细胞中APN产生和表达降低,从而促进炎症反应和氧化应激,蛋白水解酶活化,导致高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠血管衰老和AS的发生和发展。本次研究首次证实一种基于肠促胰素的药物-GLP-1R激动剂Exenatide改善与应激相关的血管老化和AS,提示GLP-1/R轴可能是一个与应激相关的心血管疾病的治疗新靶点。
  第二部分:
  目的:探讨血浆DPP4水平与冠心病及其危险因素的关系,为寻找诊断冠心病的新标记物提供实验依据。
  材料与方法:
  研究对象:选择2014年5月至2015年12月间以胸痛住院的496例患者,经冠状动脉造影检查后分为冠心病362例和非冠心病134例。根据临床症状、体征和临床检查结果将分以下亚组进一步分析:1.冠心病患者分为急性冠状动脉综合征组(ACS组)299例与稳定型心绞痛组(SAP组)63例。2.根据是否患有糖尿病,冠心病患者分为CADDM(+)组84例与CAD/DM(-)组278例。3.非冠心病病人根据是否患有糖尿病分为nonCAD/DM(+)组22例与nonCAD/DM(-)组112例。
  排除条件:先天性心脏病,原发性心脏瓣膜病,心肌病,由任何已知的全身因素引起的继发性心肌疾病,或终末期肾脏疾病、服用DPP4抑制剂的糖尿病患者均被排除在外。
  实验方法:
  经冠脉造影检查,对所有入组患者收集包括年龄,性别,吸烟史,用药史和既往史(高血压,糖尿病,心肌梗死病史,心脏病病史,搭桥手术病史和脑血管疾病病史);测量体重指数(BMI)和血压;在PCI之前,抽取静脉血液样本,并存储于零下80℃冰箱;用全自动生化仪测定血浆糖化血红蛋白(HbA1c)、高敏C反应蛋白(hs-CRP)、低密度脂蛋白(LDL-C)、肌酐、和高密度脂蛋白(HDL-C)的水平;化学发光法测定DPP-4活性;采用定量冠状动脉造影(quantitative coronary angiogram,QCA)评价冠状动脉狭窄,并进行SYNTAX评分。
  结果:
  患者一般情况分析:
  1.CAD组非CAD组性别分布有显著性差异(P<0.01),年龄或体重指数组间差异无统计学意义(P>0.05)。
  2.对照组比较,CAD患者高血压患病率明显高,吸烟史、脑血管病史、既往心肌梗死及PCI手术史患者也表现出较高的CAD患病率(P<0.01)。
  3.与对照组比较,CAD组使用降糖药物(胰岛素),抗血小板聚集,降脂,降压药物患者显著增多(P<0.01)。
  4.SAP组与UAP+AMI组间年龄、BMI和药物使用情况均无显著差异(均P>0.05)。
  动脉粥样硬化的病变特征:
  1.UAP+AMI组与SAP组间左主干的靶病变部位没有显著差异(P>0.05)。
  2.与SAP组比较,UPA+AMI组病变在左冠状动脉前降支、回旋支和右冠状动脉的例数显著增多(P<0.05)。
  3.与SAP组QCA的靶病变比较,除了参考管腔直径以外,UPA+AMI组血管狭窄程度明显,病变长度更长,SYNTAX评分更差(87.3±9.2 vs74.3±7.1mm,P=0.04,19.1±4.0 vs15.0±4.4 mm,17.8±7.9 vs11.9±6.3,均P<0.01)。
  循环血中的生物标记物:
  1.非CAD组比较,CAD组血浆DPP4水平显著增加(11.8±3.1 vs6.9±3.5 ng/L,P<0.01)。
  2.与非CAD组比较,CAD组hsCRP水平和HbA1c水平(15.2±28.9 vs3.3±9.0ng/mL, P=0.04,6.0±1.5 vs5.5±1.1%,P<0.01)显著升高。
  3.CAD组与非CAD组的肌酐和HDL-C水平均无显著性差异(P>0.05)。
  4.UAP+AMI组患者的循环DPP4水平,与SAP组患者相比显著增加(13.1±4.2 vs9.4±3.8 ng/L, P<0.01)。
  5.与SAP组相比,UAP+AMI组血浆LDL-C、hsCRP和HbA1c水平显著增高(104.0±31.4 vs95.5±29.4 mg/dl,P=0.04,17.8±31.0 vs3.0±7.2 ng/mL,P<0.01,6.1±1.5 vs5.6±1.0%,P=0.01),两组HDL-和肌酐水平没均无显著差异(P>0.05)。
  血浆DPP4活性对糖尿病和冠心病的影响:
  1.nonCAD/DM(+)组DPP4水平明显高于nonCAD/DM(-)组(8.0±2.9 vs6.4±3.1 ng/L, P<0.01)。
  2.CAD/DM(-)组血浆DPP4活性明显高于nonCAD/DM(-)组(10.9±4.9 vs6.4±3.1 ng/L,P<0.01)。
  3.CAD/DM(+)组与CA D/DM(-)组DPP4水平无显著性差异(P>0.05)。
  DPP4活性与冠心病危险因素的多重逻辑回归分析:
  1.血浆DPP4的水平与LDL-C(r=0.23,P<0.01)和hsCRP(r=0.41,P<0.01)水平呈正相关,而与HDL-C水平负相关(r=0.05,P>0.05)。血浆DPP4水平与血管管腔狭窄程度(r=0.24,P<0.05)和病变长度(r=0.19,P<0.05)呈正相关。
  2.线性回归分析显示CAD与年龄、性别、hs-CRP、高血压、胆固醇、和DPP4活性显著相关。多重逻辑回归分析显示血浆中DPP4水平是CAD的独立预测指标(优势比1.56;95%置信区间1.19-1.73; P<0.01)。
  结论:
  冠心病患者无论有无糖尿病,血清中DPP-4水平明显升高,DPP4升高与冠心病密切相关,有望成为诊断冠心病的新的生物标志物。

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