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编号:10276662
实验性自体移植静脉内膜增生模型的建立
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 2000年第5期
     作者:朱海龙 杨景学 张卫达 崔勤 陈文生

    单位:朱海龙(第四军医大学西京医院心血管外科中心,陕西 西安 710033);杨景学(第四军医大学西京医院心血管外科中心,陕西 西安 710033);张卫达(第四军医大学西京医院心血管外科中心,陕西 西安 710033);崔勤(第四军医大学西京医院心血管外科中心,陕西 西安 710033);陈文生(第四军医大学西京医院心血管外科中心,陕西 西安 710033)

    关键词:动物模型;自体移植静脉;平滑肌细胞;增殖

    第四军医大学学报000522 摘 要: 目的 建立自体静脉移植模型,并观察其平滑肌细胞(SMC)增殖和内膜增厚的时空变化. 方法 用“Cuff”技术将兔自体颈外静脉移植入同侧颈动脉系统,观察PCNA和α-actin表达,并对自体移植静脉管腔、内膜、中膜面积定量分析. 结果 自体静脉移植后扩张,2 wk内最明显,同时SMC增殖和迁移,1~2 wk达高峰,PCNA和α-actin表达也明显增高. 结论 该模型设计科学,成功率高.SMC增殖从术后3 d即已开始,1~2 wk达高峰,是抑制细胞增殖的最佳时期,增生内膜主要是由中膜SMC增殖和迁移引起的.
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    中图号:R654.2 文献标识码:A

    文章编号:1000-2790(2000)05-0589-03

    Establishment of experimental animal model for neointimal hyperplasia in autologous vein graft

    ZHU Hai-Long, YANG Jing-Xue, ZHANG Wei-Da, CUI Qin, CHEN Wen-Sheng

    (Center of Cardiovascular Surgery, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xi'an 710033, China)

    Abstract: AIM To establish an animal model of autologous vein graft and to observe the proliferation of SMC and the hyperplasia of neointimal of the grafts. METHODS With the “Cuff” technique, the external jugular veins of New Zealand rabbits were implanted into the external carotid of the same side to observe the expression of PCNA and α-actin in SMC and to assay the area of vessel lumen, intima and media quantitatively. RESULTS The distension of the AVG occurred after implantation, especially apparently in two weeks. Meanwhile the SMC proliferated and migrated and the peak proliferation occurred in 1~2 weeks. The expression level of PCNA and α-actin increased. CONCLUSION The model was planned scientifically with a high successful rate. Proliferation began on the 3rd day after vein grafts implantation, and the peak proliferation occurred in 1~2 weeks, which was the most favourable phase to inhibit the cell proliferation. The intimal hyperplasia might be induced mainly by the proliferation and migration of the media SMC.
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    Keywords: animal model; autologous vein graft; smooth muscle cell; proliferation

    0 引言

    血管旁路术是治疗冠状动脉狭窄及周围血管疾病的重要手段之一,自体静脉是主要血管桥来源,但移植后静脉桥狭窄严重影响了其远期疗效,是尚未解决的难题,研究用的实验动物模型也较多.我们用“Cuff”技术将以往动物模型加以改进,收到满意效果.

    1 材料和方法

    1.1 材料 “Cuff”管:将14G穿刺针(Deseret公司,美国)外套管截成长2~2.5 mm,一端呈45°斜面的形状,中间压一切迹,灭菌后备用.新西兰白兔30只,雌雄不拘,体质量2.2~2.5 kg, 30 g.L-1戊巴比妥钠耳缘静脉注射麻醉(35 mg.kg-1),固定于手术台.随机分为5组,每组6只,麻醉状态下分别于术后3 d, 1, 2, 4和8 wk取血管桥.
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    1.2 方法 颈正中切口约2.5 cm,以无损伤技术分离左侧颈外静脉,分支以7/0缝线结扎,取静脉桥长度约3.0 cm,用生理盐水(含肝素5000 U.L-1,罂粟碱0.6 g.L-1)冲洗管腔,并置于同样液体中常温保存.分离左侧颈总动脉约1.0 cm,结扎分支,两端以无伤血管夹阻断血流,中间剪断并切除2~3 mm,两断端血管壁各缝3根牵引线,并同动脉一起从“Cuff”内穿过,用血管钳夹住“Cuff”壁少许固定,轻轻牵拉牵引线将动脉向外翻转套在“Cuff”外,并插入倒转的静脉桥内,以5/0缝线结扎,同样方法吻合另一端(Fig 1).缝合伤口,送动物实验中心饲养.

    1.2.1 形态学观察 一部分静脉按电镜标本要求固定、脱水、包埋、超薄切片,进行透射电镜观察;另一部分以4 mL.L-1多聚甲醛加压冲洗,使其直径维持在取标本前水平,然后常规固定、石蜡包埋,行HE及维多利亚蓝-丽春红染色,以计算机图像分析系统测量血管腔、外弹力层周长及内膜、中膜面积,根据血管腔周长L计算其面积A, A=L2/4π.
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    图1 颈外静脉-颈动脉吻合示意图

    Fig 1 Anastomsis of reversed vein graft and carotid artery

    A: Cuff; B: The carotid is passed through the cuff; C: The carotid is everted over; D: The carotid and cuff are inserted into the graft and ligated; E: The other end is anastomosed and the clamps are opened.

    1.2.2 免疫组化染色 标本经石蜡包埋后切片,片厚4 μm,以α-actin(稀释度1∶200,美国Dako公司),PCNA(稀释度1∶100,美国Dako公司)单克隆抗体常规SABC染色(博士德公司试剂盒),苏木精复染.每份标本随机选取4个部位,计数每个高倍镜视野下PCNA阳性细胞及细胞总数,取平均数计算细胞增殖指数.细胞增殖指数=PCNA阳性细胞数/细胞总数×100%.
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    各组数据以均数±标准差(±s)表示,组间进行t检验,P<0.05为差异显著.

    2 结果

    所有动物无意外死亡,按实验时间要求,每一时间点处死动物6只.大体标本观察移植静脉全部保持通畅,并有不同程度内膜增生.

    2.1 组织形态变化 维多利亚蓝-丽春红染色中,弹性纤维为蓝色,胶原纤维为红色,SMC为黄色.术后3 d,移植静脉管腔扩大,内皮细胞部分脱落,弹性纤维减少,未见明显新生内膜;电镜下中膜SMC粗面内质网及高尔基器丰富,部分线粒体肿胀.术后7 d,局部新生内膜形成,不连续,内皮细胞稀少;电镜下可见脱落的内皮细胞,内弹力层断裂,新生内膜及中层SMC突起增多,有细胞穿过断裂的内弹力层向内膜迁移(Fig 2),中层可见蜕变坏死的SMC.术后2 wk,管腔仍在扩大,内皮细胞覆盖绝大部分内膜,新生内膜进一步增厚,连成一圈;电镜下增殖细胞密度更高.术后4 wk,管腔略有减小,内皮细胞完全修复(Fig 3),内膜继续增厚,内见散在弹性纤维及胶原沉积;电镜下钙质沉积,胶原纤维增多.术后8 wk,管腔进一步减小,内皮细胞排列整齐,内膜继续增厚,弹性纤维及胶原纤维增多增粗,多分布于内膜深层,SMC密度下降;电镜下SMC及胶原纤维排列更加整齐,部分细胞恢复收缩型,表现为胞质内有大量肌丝及致密体(Fig 4).计算机图像分析测量结果(Tab 1).
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    表1 移植静脉形态学参数

    Tab 1 Morphologic parameters of implanted vein

    (n=6, ±s) t/wk

    A(lumen)

    /mm2

    A(neointima)

    /mm2

    A(media)

    /mm2
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    l(perimeters)

    /mm

    0

    1.8±0.9

    0

    0.05±0.01

    4.8±1.4

    3/7

    6.6±0.9b

    0

    0.06±0.01

    9.2±1.1b
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    1

    8.2±1.2a

    0.02±0.01

    0.09±0.02b

    10.4±1.1

    2

    10.2±1.2a

    0.41±0.04b

    0.20±0.03b

    12.0±1.2

    4
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    10.0±1.2

    0.54±0.06b

    0.26±0.03b

    11.7±1.7

    8

    9.6±0.8

    0.59±0.06

    0.30±0.03a

    11.6±1.5

    aP<0.05, bP<0.01 vs last time spot of itself.2.2 免疫组化分析 术后3 d,中层SMC PCNA及α-actin染色阳性,术后1 wk中层和新生内膜α-actin阳性细胞增多,术后2 wk,新生内膜PCNA阳性率最高,α-actin染色加深,术后4 wk,PCNA阳性细胞减少(Fig 5),中膜更明显,α-actin染色进一步加深(Fig 3),术后8 wk, PCNA阳性率降低,α-actin变化不明显.细胞增殖指数(Tab 2).
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    表2 移植静脉SMC增殖指数

    Tab 2 SMC proliferative index of autologous vein grafts (n=6, ±s, %) t/wk

    Neointima

    Media

    3/7

    -

    19±7b

    1

    58±10b
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    44±6b

    2

    58±9

    32±7a

    4

    35±8b

    26±6

    8

    23±5a

    14±6a

    aP<0.05, bP<0.01 vs last time spot of itself.3 讨论
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    自体静脉在血管旁路术中仍广泛应用,移植后血管桥狭窄问题亟待解决.血管桥狭窄的主要原因为SMC增殖引起的内膜过度增厚,这是一个众多因素参与的复杂过程,其机制还未完全清楚.我们对自体移植静脉(AVG)形态变化及内膜增生的时相进行了观察,发现静脉移植后在动脉血流应力和剪力作用下立即扩张,内皮细胞广泛损伤、脱落,1 wk内最明显.内皮细胞2 wk时开始修复,4 wk基本完全修复.扩张持续到术后第4 wk,此时外弹力膜周长为移植前的2.48倍,血管腔的面积也随之扩大,2~4 wk以后血管腔面积开始缩小,此时正是内膜增生明显时期,内膜增生是血管腔缩小的主要因素,与以往研究结果相似[1].

    图2 移植后1 wk, SMC(↑)穿过断裂的内弹力层()向内膜迁移

, 百拇医药     Fig 2 One-week vein graft, SMC (↑) migrating to intimal through internal elastic lamina () EM ×7500

    图3 移植后4 wk, α-actin(↑)表达增强,内皮细胞()完全修复

    Fig 3 Four-weeks vein graft, α-actin strongly positive (↑) in neointima and EC () repaired absolutely SABC ×100
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    图4 移植后8 wk,部分SMC恢复收缩表型()

    Fig 4 Eight-weeks vein graft, some of SMCs were contractile phenotype () EM ×400

    图5 移植后4 wk, PCNA阳性表达(↑)

    Fig 5 Four-weeks vein graft, PCNA positive cells (↑) localized primarily in neointima SABC ×400
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    自体静脉移植模型多种多样[2-4],血管桥主要为颈外静脉或大隐静脉,移植部位多在颈动脉、腹主动脉或股动脉,实验动物以猪、狗或大鼠居多,但猪、狗等价格昂贵,不易饲养,而大鼠则吻合困难,且需要显微外科技术和设备.用“Cuff”技术吻合血管在器官移植动物模型中已有应用,并收到了良好效果[5].我们用这一技术以兔为实验对象建立的自体静脉移植模型有以下优点:①颈外静脉移植在颈动脉间,部位接近,解剖容易、暴露好;②不需显微外科缝合,设备及操作简单,手术时间短,创伤小,动物成活率高,本组无1例手术失败;③实验结果受术者外科技术和熟练程度影响较小,且不存在吻合口漏血等问题,因而静脉移植成功率高;④静脉桥及动脉受损伤小,因而通畅率高;⑤吻合口大小一致,血流动力学因素比较稳定,因而内膜增生的稳定性也就较好.缺点在于不能观察缝合对静脉桥吻合口通畅情况的影响.

    实验中我们用罂粟碱、肝素盐水常温下保存静脉桥,因为这些方法在实验和临床已广泛应用.术前、术后未应用肝素,因为肝素可抑制内膜SMC增殖[6].实验所用“Cuff”材料为临床常用,它与颈动脉外膜接触,颈动脉与AVG吻合处是内膜间连接,我们实验中未观察到明显异物反应,未见刺激局部血栓形成.术中要注意:“Cuff”管中间压一切迹,以便于结扎,并可防止血管桥滑脱;分离动、静脉时要尽量避免损伤血管壁;吻合时要将静脉桥拉直,并保持一定张力,以免吻合口产生夹角;静脉桥不能扭曲,必要时可在一端吻合完毕后,将静脉桥轻度充盈,以便静脉桥伸直.
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    作者简介:朱海龙(1966-), 男(汉族), 河北省秦皇岛人. 博士, 主治医师. Tel.(029)3375311 Email. Zhjcai@fmmu.edu.cn

    参考文献:

    [1] Dilly RJ, Mcgeachie JK, Prendergast FJ. A review of the histologic changes in vein-to-artery grafts, with particular reference to intimal hyperplasia [J]. Arch Surg,1988;123(3):691-696.

    [2] Angelini GD, Bryan AJ, Williams HMJ et al. Distention promotes platelet and leukocyte adhesion and reduces short-term patency in pig arteriovenous bypass grafts [J]. J Thorac Cardiovasc Surg,1990; 99(3): 433-439.
, 百拇医药
    [3] 钱济先,钱兆奇,黄耀添et al. 含β射线的软性血管外膜型对移植血管内膜增生及平滑肌增殖的抑制作用[J]. 中华医学杂志,1999;79(1):19-21.

    [4] 张棉根,钱虎声,邝耀麟. 实验性自本静脉移植平滑肌细胞增殖周期动力学研究[J]. 中华外科杂志,1996;34(7):405-408.

    [5] Mizuta T, Nakahara K, Shirakura R et al. Total no-microsuture technique for rat lung transplantation [J]. J Thorac Cardiovasc Surg,1991;102(1):159-160.

    [6] Lovich WA, Edelman ER. Mechanisms of transmural heparin transport in the rat abdominal aorta after local vascular delivery [J]. Clin Res,1995;7(6):1143-1150.

    收稿日期:1999-04-12; 修回日期:1999-07-05, http://www.100md.com