心肌梗死加重冠状动脉粥样硬化的进程MicrosoftWord文档.doc

急性心肌梗死加重动脉粥样硬化6月27,Nature杂志报道了心肌梗塞加重动脉粥样硬化机制的最新进展探求斑块中过剩的单核细胞的来源，研究者发现，心肌梗死通过交感神经系统的信号将造血干细胞和祖细胞从骨髓微环境中动员出来这些造血祖细胞，随后接种到脾，产生持续增加的单核细胞生成(如下图)这些观察到的现象为理解动脉粥样硬化的发生机制提供了新的线索，并为减轻病情进展，提供了一种新的治疗机会Myocardial infarction accelerates atherosclerosis梗塞加重冠状动脉粥样硬化的机制学者们推断再梗塞反映了疾病进展的后期阶段最近一项研究验证了这一假说：心肌梗塞激发的炎症旨在修复损失的心脏，却加剧了动脉粥样硬化的形成，即心肌梗塞促发动脉粥样硬化[3]一.心肌梗塞促发动脉粥样硬化 单核巨噬细胞浸润斑块，局部炎症，蛋白水解酶溶解细胞外基质，这些因素增加斑块的不稳定性[4,5]循环血液中增多的单核细胞扩大了斑块中巨噬细胞供应池，这可能加速了斑块的破裂急性心肌梗死时，血液中单核细胞激增，并且聚集在心肌损伤处[6]因此，机体发生的急性炎症事件（如心梗）叠加先前的慢性炎性事件并且，两者涉及到相同的骨髓细胞型。

在动脉粥样硬化的载脂蛋白E-/ -（Apoe-/-）小鼠中，我们发现心肌梗塞后，持续增加的骨髓来源细胞聚集到粥样硬化病变处，使得斑块处炎性细胞含量、蛋白酶活性增加这增加了斑块面积，诱发了形态上易损的斑块早期研究显示，急性心肌梗死后不久，骨髓造血干细胞、祖细胞增加[7]我们推测造血干、祖细胞的释放增加了单核细胞的活性在小鼠冠脉结扎后，我们发现因梗死后疼痛、焦虑、心衰而过度活化交感神经，使造血干细胞离开骨髓，并持续产生大量髓外单核细胞[3]蛋白酶，如基质金属蛋白酶和同型半胱氨酸蛋白酶，水解斑块纤维帽的细胞外基质，致斑块易于破裂[8]为了验证心梗改变动脉粥样硬化性疾病这一假说，我们使用混合荧光分子断层X射线计算机断层扫描(FMT–CT)显像载脂蛋白E-/ -（Apoe-/-）小鼠冠脉结扎前，后3周的斑块处蛋白酶活性[9]图像显示，斑块处蛋白酶活性在冠脉结扎3周后急剧增加[3] （如图1ab）相平行的是，细胞因子IL-6、MMPs、髓过氧化物酶、Ly-6C在斑块处的表达也增加（补图1）主动脉斑块处，单核细胞、巨噬细胞，尤其是Ly-6C单核细胞亚型增加（3）（图1c）图1在没有心肌梗塞的小鼠，单核细胞含量也增加，这反映了疾病的自然进程[10]。

梗死后，单核细胞数-时间相关直线的斜率显著增大，可证实先天免疫细胞积聚显著增加（补图2）中性粒细胞增多（补图3），肥大细胞没变化（补图4）组织学分析证实梗死后CD11b+ 骨髓细胞积聚增加，斑块面积增大（图1d）纤维帽厚度变薄，较大的坏死脂质核（补图5）补图1）(补图2)（补图3）（补图4）（补图5）补图8Ly-6Chigh单核细胞炎性分子基因mRNA高表达梗死后3周，IL-1b和组织蛋白酶B表达水平增加，而Arg1和TGF-β处于低表达水平（补图6）直到冠脉结扎后3个月，血管和脾脏中单核细胞持续增加（补图7），在骨髓中无变化（补图8）补图7二、梗死后髓外单核细胞生成 由于脾脏具有髓外造血的能力[11-13]，我们检测梗死后脾脏中单核细胞含量结果显示，梗死后脾脏中造血祖细胞（HSPCs）, 巨噬细胞-树突状细胞祖细胞（MDPs） 和 单核细胞-巨噬细胞祖细胞（GMPs）祖细胞的数量增加，而骨髓中没有变化（图2，补图9,10）脾脏中的祖细胞的增殖也加倍（补图11）心梗死亡病人尸检发现:脾脏c-kit+细胞数量增加，并且其中一些细胞共表达增殖标记物Ki-67（补图12）在脾脏切除的小鼠中，梗塞并没有加重动脉粥样硬化（补图13）。

然而，梗死后脾脏切除小鼠肝脏中造血祖细胞增加，但数量低于脾脏（补图14）梗死诱发单核细胞增多主要在于脾脏生成增强，但其他髓外位点可能参与其中[14]图2观察引发了这个问题：脾脏和骨髓来源的单核细胞是否存在差异惊奇的是，梗死后第四天，脾脏骨髓中分离出的Ly-6Chigh单核细胞有11个基因（共检测32个基因）表达的mRNA水平显著不同例如，脾脏中单核细胞IL-1b和组织蛋白酶B的mRNA水平分别升高60和6倍；这与梗死后斑块处相同基因的表达水平增加相匹配（补图6）因此，髓外造血不仅增加了炎性细胞来源，也改变其功能状态为了明确是否有其他急性损伤促进粥样硬化病人脾脏生成单核细胞我们建立小鼠的缺血卒中模型，小鼠卒中后六周，斑块处骨髓来源细胞和Ly-6Chigh单核细胞数量增加，与脾脏单核细胞生成增加平行（补图16）三、梗死后骨髓造血干/祖细胞的释放由于巨噬细胞-树突状细胞祖细胞（MDPs） 和 单核细胞-巨噬细胞祖细胞（GMPs）祖细胞自我更新能力有限[15,16]我们推测是否有上游祖细胞维持梗死后脾脏的增殖活性的确，血液中骨髓造血干/祖细胞（HSPCs）水平在梗死后6、48、96小时分别增加了2、7、24倍（图3）。

梗塞后，脾脏Flk2− HSPCs显著增加（补图17）梗塞后脾脏长期大量产生单核细胞，是由于具有高度自我更新能力的上游造血干/祖细胞（HSPCs）动员增加梗死后焦虑、疼痛、心功能受损等激活交感神经系统因此，梗死小鼠骨髓酪氨酸酶（交感纤维末梢去甲肾上腺素合成限速酶）水平增加，及高的交感神经张力（图3b）交感神经通过β3-肾上腺素受体动员、释放骨髓造血干细胞[17]巢蛋白（+）间充质干细胞表达β3-肾上腺素受体，调节干细胞保留因子的产生[18]由于梗塞升高病人血中造血干祖细胞水平[7]，推测是否交感神经导致造血干祖细胞从骨髓中释放给予β3-肾上腺素受体拮抗剂的小鼠在梗塞后6、48、96小时，血液中造血祖/干细胞数量分别减少100%、75%、50%[3]（图3）交感神经对造血干细胞保留因子-趋化因子配体12、血管生成素、干细胞因子的调节类似（图3c）粘附分子Vcam1能将造血干细胞滞留在骨髓，梗塞后表达下降，但给予β3-肾上腺素受体阻滞剂治疗，无变化这些数据显示激活的交感神经通过表达β3-肾上腺素受体的间质细胞撤离造血干细胞滞留因子（图3c）在给予β3-肾上腺素受体阻滞剂的野生型小鼠，梗塞后短暂时间里脾脏祖细胞聚集减少（补图18），并且髓系细胞的输出持续减少（补图19）。

给予β3-肾上腺素受体阻滞剂治疗Apoe−/−小鼠，梗塞后三周脾脏、循环血中GMPCs及其分化成熟的细胞数量减少（补图20）临床试验的回顾性分析显示[19]：提前给予β2-肾上腺素受体阻滞剂治疗的急性冠脉综合症患者单核细胞水平下降（补表1）其机制尚不清楚，可能由于临床所用的β-肾上腺素受体阻滞剂与β3受体亚型亲和力较低然而，这些相关的数据与我们在小鼠中的发现非常类似[20]图3Apoe−/−小鼠梗死后，β3-肾上腺素受体阻滞剂的治疗减少斑块中蛋白酶活性、髓系细胞浸润、炎性趋化因子mRNA水平（补图21）当我们将GFP+ GMPs转移到梗塞的野生型小鼠中，β3-肾上腺素受体阻滞剂的治疗并没有改变脾脏髓系细胞分化6-羟多巴胺的去交感神经增加了骨髓造血干/祖细胞滞留因子Cxcl-12的mRNA水平；同时循环血中骨髓造血干/祖细胞（HSPCs）、单核细胞，及斑块中浸润的髓系细胞减少（补图22）β3-肾上腺素受体阻滞剂联合脾脏切除术对髓系细胞水平抑制并没有叠加效应（补图23）MI和β3 blockade均没有影响血浆胆固醇和HDL水平（补图24）我们用细胞膜荧光染色（DiD）标记lineage− c-kit+ Sca-1+ Flk2−(Sca1 也称作 Ly6a) 造血干祖细胞HSPCs,即看做DiD+细胞，并将其转移培养在颅骨骨髓。

在转移成功后和梗塞四天两个时期，用活体显微镜(IVM)定量骨髓DiD+细胞与梗塞后循环血中增多的祖细胞相伴随，第一期成像显示的DiD+细胞，52%离开了骨髓，而这可被β3 blockade抑制（图4）成像后流式细胞仪为造血干/组的流出提供了佐证（补图26）接下来，我们检测骨髓造血祖干细胞直接定位到脾脏从CD45.2+供体获得的Lineage− c-kit+ Sca-1+ Flk2− HSPCs染色标记后，接种到CD45.1+受体颅骨骨髓用激光显像，只有行冠脉结扎的小鼠脾脏中，才能检测到CD45.2+ (DAPI+)的悬浮细胞（补图27）图4四、造血干/祖细胞脾脏种植机制最后，我们分析了造血干/祖细胞种植在脾脏的机制梗死后脾脏干细胞因子scf的mRNA水平升高与SCF+细胞增加相平行SCF中和抗体减少了培养转移的干细胞在脾脏的滞留及干细胞的增殖活性（图5c、d）联合定位研究发现，CD31+ 细胞和巢蛋白（+）细胞是SCF的来源；这与最近报道的SCF在脾脏细胞中的作用相符合[21]我们发现转移培养的DiD+ HSPCs与 CD31+邻近VAL-4（滞留造血干细胞的整合素）中和后，小鼠脾脏DiD+ HSPCs的数量在梗死后显著减少，而在稳态时没变化。

图5讨论已经证实梗塞、卒中增加斑块处炎性细胞数量缺血后斑块变化迅速，表现出较高的蛋白酶活性固有免疫细胞供应增加是这种现象的驱动因素小鼠遭受一次额外急性炎性刺激使先前已存在的慢性炎症更加剧烈过度激活的交感神经系统将原始祖细胞从骨髓中释放出来随后脾脏通过产生更多的SCF介导造血干祖细胞的定居（图5e），这导致了髓外造血功能曾强斑块中促炎性状态持续几个月从进化上讲，髓外造血旨在保护骨髓造血处于稳定状态骨髓不像脾脏，后者可以膨大假如创伤后，白细胞需求增加，髓外造血位点有较高的增值能力从而保持骨髓造血干细胞处于静止态，及红细胞、血小板、淋巴细胞的生成正常尽管对动脉粥样硬化的慢性炎症的本质认识越来全面，但还没有实质的抗炎治疗鉴于髓系细胞在粥样硬化性疾病进展中起核心作用，及在炎症组织快速更新，中断单核细胞生成链可以缓解疾病紧张在这种情况下，交感神经抑制剂阻断骨髓造血干细胞的释放由于多种因素调节造血干祖细胞的迁移[22]，在这个环节，还有其他靶位点值得探索发现例如，激活干细胞的趋化因子或趋化因子受体急性缺血损伤激活的固有免疫细胞改变了血管的流体相由于急性时相反应物质如纤维蛋白原、纤溶酶原激活物抑制物增加，而他们促进血栓形成，对抗纤溶。

我们得研究结果提出这样的建议：具有动脉粥样硬化缺血并发症的患者处于极为易损、脆弱的时期，因而治疗的目的旨在干预影响预后的固有免疫细未插入的补充图片见网址 1 Goldstein JA, Demetriou D, Grines CL, Pica M, Shoukfeh M, O'Neill WW: Multiple complex coronary plaques in patients with acute myocardial infarction. N Engl J Med 2000;343:915-922. 2 Milonas C, Jernberg T, Lindback J, Agewall S, Wallentin L, Stenestrand U: Effect of angiotensin-converting enzyme inhibition on one-year mortality and frequency of repeat acute myocardial infarction in patients with acute myocardial。