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编号:10214283
应用c-myc反义寡核苷酸防治自体静脉移植物内膜增生的实验研究*
http://www.100md.com 《第二军医大学学报》 1999年第11期
     作者:曲乐丰 景在平 曹贵松

    单位:第二军医大学长海医院血管外科,上海,2000433

    关键词:寡核苷酸类;反义;内膜增生;自体静脉移植物

    第二军医大学学报991109 摘要 目的:研究局部应用反义寡核苷酸c-myc对自体静脉移植物内膜增生的防治作用,为反义技术防治血管内膜增生的早期临床应用提供实验依据。方法:30只新西兰兔颈外静脉间置于同侧颈总动脉后随机分成对照组、蛋白胶组、正义组、反义组及错配组,以医用生物蛋白胶分别溶解反义、正义及错配的c-myc基因片段(330 μg)后直接涂于静脉移植物外膜。术后28 d取材制片,显微镜进行形态观察,并用计算机图像分析系统测量和计算内膜厚度、中膜厚度及二者之比值,内膜面积、中膜面积及二者之比值,以q检验行统计学分析。结果:反义组增生内膜厚度较对照组降低36.77%,内膜面积降低48.22%,对照组、蛋白胶组、正义组及错配组间内膜厚度及内膜面积均无明显差异(P>0.05);各组间中膜厚度及中膜面积均无明显差异(P>0.05)。结论:医用生物蛋白胶携载反义寡核苷酸c-myc局部用于静脉移植物外膜能显著防治其内膜增生,有效防止管腔狭窄。
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    中图分类号 R 654.3 文献标识码:A

    Reduction of intimal hyperplasia in autogenous vein graft by antisense c-myc oligodeoxynucleotide

    Qu Lefeng,Jing Zaiping,Cao Guisong (Department of Vascular Surgery,Changhai Hospital,Second Military Medical University,Shanghai,200433)

    ABSTRACT Objective: To evaluate the inhibitory effect of antisense phosphorothioate c-myc oligodeoxynucleotide on intimal hyperplasia in autogenous vein graft.Methods:Thirty male New Zealand rabbits with external jugular veins interposed between ipsilateral common carotid arteries were randomly and equally divided into 5 groups.The antisense,sense and mismatch c-myc oligodeoxynucleotide of 330 μg were dissolved in Fibrin glue and applied to the adventitia of vein graft. Twenty eight days after intervention,the animals were sacrificed and defined segments of vein grafts were sectioned and observed under microscope,the image was digitalized by computer video analysis system, the intimal thickness and area,medial thickness and area and their ratios were calculated and analyzed statistically among groups.Results:The intimal thickness and area in antisense group decreased to 63.23% and 51.78% of controls,respestively, while the intimal thickness and intimal area had no significant deviation among control,Fibrin glue,sense and mismatch groups.The medial thickness and area among each group were compared without significant deviation.Conclusion:Antisense c-myc oligodeoxynucleotide can significantly suppress the intimal hyperplasia in vein graft by locally delivered with Fibrin glue.The investigation provides the basis for the early clinical trials assessing the therapeutic potential of antisense c-myc approach for the prevention of restenosis after vein grafting.
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    KEY WORDS oligodeoxynucleotides, antisense;intimal hyperplasia;autogenous vein graft

    [Acad J Sec Mil Med Univ, 1999, 20(11): 851~853]

    冠脉搭桥术及各种血管旁路术中远期疗效较差的主要原因是静脉移植物内膜增生导致的再狭窄,其发生率占40%以上[1]。近年多限于对动脉成形术等动脉管腔再狭窄的研究,涉及移植静脉者甚少,能临床应用者则更少。为此,本研究建立兔自体静脉移植模型,以手术中常用的止血胶——医用生物蛋白胶溶解反义寡核苷酸c-myc后直接涂于静脉移植物外膜,使其缓慢持续释放,从形态学方面观察其疗效,并以计算机图像分析系统对其疗效进行定量检测,为提高静脉移植物的中远期通畅率探求临床可行的方案。

    1 材料和方法
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    1.1 药物和仪器 (1)寡聚核苷酸:由上海生工生物工程公司在DNA自动合成仪上合成,经高压液相色谱法(HPLC)纯化,冻干保存。其5′和3′端各3个磷酸二酯键经过硫代磷酸修饰。正义序列与靶序列一致,反义序列与靶序列互补,错配序列的碱基组成和反义序列一样,但和靶序列不完全互补。序列如下:正义(Sense)c-myc序列:5′ATGCCCCTC AACGTG3′;反义(Antisense)c-myc序列:5′CAC GTTGAGGGGCAT3′;错配(Mismatch)c-myc序列:5′CACGTGGATTGGCAG3′。(2)医用生物蛋白胶:广州倍特生物技术有限公司制造。(3)图像分析系统:由IBM PS/2 80486 DX33主机、NEC Multisync 3FGx型彩色显示器、Wescom 600C型彩色监视器、Olympus BH-2型生物显微镜、Panasonic WV-CP410型摄像机、科技嘉仪器仪表有限公司生产的CA6300真彩图像采集卡及中国科学院自动化技术公司研制的通用颗粒计算机图像分析系统软件组成。(4)缝线:8-0保护薇乔缝线,由上海强生公司惠赠。
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    1.2 兔自体静脉移植模型的建立 以3%戊巴比妥钠(30 mg/kg)耳缘静脉注射麻醉,颈正中切口,游离出右侧颈外静脉及颈总动脉,用无创动脉夹阻断颈总动脉血流后,横断血管,取右侧颈外静脉约2.0 cm间置于颈总动脉两断端之间,以8-0保护薇乔缝线采用间断外翻缝合法,每个吻合口缝8针。检查无出血及吻合口漏血后即进行相应处理,缝合伤口。麻醉时及术毕腹腔各注射头孢拉定0.5 g,术后皮下注射肝素6 250 U。

    1.3 动物分组及寡聚核苷酸的局部应用 新西兰兔30只(购于海军医学研究所实验动物中心),体质量2.5~3.0 kg,均为雄性,随机分为5组(n=6)。对照组:静脉间置后即逐层缝合伤口;蛋白胶组:将配好的医用生物蛋白胶2.5 ml涂于静脉移植物外膜;反义组、正义组和错配组:分别将330 μg反义、正义和错配c-myc溶于2.5 ml医用生物蛋白胶中并均匀涂于静脉移植物外膜。逐层缝合伤口,将动物置于温度适宜的清洁通风环境中分组饲养4周。

    1.4 右颈总动脉造影 饲养4周后以3%戊巴比妥钠同前法麻醉,于右腹股沟处解剖出右股动脉,用5 F导管以Seldinger法在X光机下超选择至右侧颈总动脉后,快速推注60%泛影葡胺20 ml,同时摄片。
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    1.5 原位灌注固定及标本取材 动脉造影后打开胸腔,将导管插至左心室主动脉出口处,用4%多聚甲醛溶液进行原位灌注固定。固定充分后取下所需血管节段,分别再固定于10%中性甲醛中及2.5%戊二醛中以备光镜及电镜制片。

    1.6 组织切片及图像分析 血管常规脱水,石蜡包埋,切片后行苏木精-伊红(HE)染色及VG染色,光镜观察。切片经计算机进行图像分析,测量内膜、中膜厚度及其比值,内膜、中膜面积及其比值。

    1.7 统计学处理 数据以±s表示。行Newman-keuls(q)检验。

    2 结 果

    2.1 形态观察 动脉造影示所有静脉移植物均通畅。光镜见5组动物的静脉移植物均有一层内皮细胞覆盖,其下是增生的内膜,平滑肌细胞交错排列,其间为胞外基质。反义治疗组的内膜增生程度较其他组均低。
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    2.2 图像分析 各组内膜厚度、中膜厚度及内膜/中膜厚度比值;内膜面积、中膜面积及内膜/中膜面积比值见表1。反义组的新生内膜厚度较对照组降低了36.77%(P<0.01),反义组的内膜面积较对照组降低了48.22%(P<0.01);内膜厚度、中膜厚度及二者比值,在正义组、错配组及医用生物蛋白胶组和对照组之间均无显著性差异;内膜面积、中膜面积及二者比值亦无显著性差异;5组间的中膜厚度及中膜面积亦无明显差异。说明反义c-myc局部应用后可明显降低静脉移植物内膜增生程度,但对中膜厚度无明显影响。

    表1 各组内膜、中膜厚度,内膜/中膜厚度比值及内膜、中膜面积,内膜/中膜面积比值

    Tab 1 Intimal and medial thickness,intima/media thickness ratio,intimal

    and medial area,intima/media area ratio in each group (n=6,±s) Group
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    Intimal

    thickness

    Medial

    thickness

    Intima/Media

    thickness ratio

    Intimal

    area

    Medial

    area

    Intima/Media

    area ratio
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    Control

    68±5

    64±3

    1.06±0.17

    1.12±0.10

    1.08±0.72

    1.04±0.14

    Gel

    71±3

    59±7

    1.20±0.04

    1.22±0.07
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    1.08±0.05

    1.13±0.47

    Antisense

    43±6**

    65±12

    0.66±0.05

    0.58±0.08**

    1.01±0.3

    0.57±0.03

    Sense

    67±3

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    0.94±0.03

    1.17±0.12

    1.28±0.06

    0.91±0.02

    Mismatch

    70±4

    67±8

    1.05±0.05

    0.98±0.28

    1.30±0.27

    0.75±0.01
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    *P<0.01 vs control group

    3 讨 论

    静脉移植物内膜增生的最主要病理过程是中膜的平滑肌细胞游移至内膜并大量增殖,伴有胞外基质的分泌和沉积。平滑肌细胞的游移和增生是其中心环节,且其病理过程复杂,是一个多因素、多因子共同参与的复杂过程[2]。临床上多是应用抗增生药物来防治内膜增生,但效果并不理想。自1992年Simons等[3]应用反义c-myb成功抑制大鼠颈动脉内膜增生后,反义技术在防治血管内膜增生的研究中显示出良好的前景。反义技术是基因治疗的核心之一。根据碱基互补原则人工合成的反义寡核苷酸能与靶基因(mRNA)特异性结合,抑制靶基因(mRNA)的复制、转录、转运、剪接、翻译和表达,其作用具有高度特异性和选择性。原癌基因c-myc是一广泛存在的磷酸化蛋白,在细胞增殖中起着十分关键的作用,它是细胞从G0/G1期进入S期的驱动因子,是决定细胞终末分化还是继续增殖的选择开关。血管损伤后平滑肌细胞表达c-myc水平明显升高,体外研究已表明反义c-myc可显著抑制平滑肌细胞的游移和增生。动物体内研究中血管外膜给药抑制内膜增生亦显示出了良好的效果[4]。本研究以医用生物蛋白胶溶解人工合成的反义c-myc涂于静脉移植物外膜可显著抑制内膜增生,反义组增生内膜厚度较对照组降低36.77%,内膜面积降低48.22%,对照组、蛋白胶组、正义组和错配组间内膜厚度及内膜面积均无显著差异(P>0.05);各组间中膜厚度及中膜面积均无显著差异(P>0.05),表明反义c-myc对中膜无明显影响,说明医用生物蛋白胶携载反义c-myc涂于静脉移植物外膜可达到防治内膜增生的效果。血管外膜给药可使血管局部药物浓度维持较长时间,而静脉壁薄,药物易达中膜,且在有内膜病变的血管,血管滋养管可到达内膜,外膜的药物可通过血管滋养管进入血管内膜[5]。在外膜给药中,多数学者是应用Pluronic gel或EVAC(异分子聚合物)作为缓释系统[4]。我们应用的医用生物蛋白胶是模拟体内凝血过程而研制的一种止血胶,混合后成半固态,内含许多网状小孔,在体内两周吸收,除了携载反义药物起到类似“缓释胶囊”作用外,还兼具止血、防粘连及抗感染的作用。
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    本研究采用颈外静脉间置于颈总动脉的动物模型而非球囊剥脱模型,是因为考虑到血管外科及胸心外科中静脉转流术及冠脉搭桥术较普及,期望探索一种与临床接近的防治静脉移植物内膜增生的方法。

    总之,本研究以人工合成的反义c-myc为治疗药物,以医用生物蛋白胶作为缓释系统,以静脉间置动脉为模型,达到了理想的防治效果,方法简单易行,模型接近临床,可望为临床上防治静脉移植物内膜增生导致的再狭窄提供切实可行的途径。

    *国家自然科学基金资助项目,批准号39670707

    作者简介:曲乐丰,男,1970年9月生,博士生

    参考文献

    1 Rutherford RB, Jones DN, Bergentz SE, et al.Factors affecting the patency of infrainguinal bypass[J]. J Vasc Surg, 1988,8(3): 236
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    2 Gibbons GH,Dzau VJ. The emerging concept of vascular remodeling[J]. N Engl J Med, 1994, 330(20): 1431

    3 Simons M, Edelman ER, Dekeyser J, et al. Antisense c-myb oligonucleotides inhibit intimal arterial smooth muscle cell accumulation in vivo[J]. Nature, 1992, 359(6390): 67

    4 Edelman ER, Simons M, Sirois MG, et al. c-myc in vasculoproliferative disease[J]. Circ Res, 1995, 76(2): 176

    5 Huehns TY, Gonschior P, Holfling B. Adventitia as a target for intravascular local drug delivery. Heart, 1996, 75(6):537

    (1999-06-02收稿,1999-08-20修回), 百拇医药