流体剪切力介导血管内皮细胞表达单核细胞趋化蛋白1及其信号通路的研究

发布时间：2020-06-28 02:49

【摘要】：目的:终末期肾病血液透析患者的预后依赖于有功能的血管通路。尽管有几种血管通路可供选择,动静脉内瘘仍是最佳的血管通路。但是,动静脉内瘘成熟率较低。建立动静脉内瘘以后,血流动力学和生物学环境变化可能导致血管内膜增生,管腔狭窄,影响动静脉内瘘的成熟和使用寿命。本研究探讨流体剪切力对血管内皮细胞增生的作用机制,为提高动静脉内瘘的成熟率和使用寿命提供依据。方法:(1)建立平行板流动室,其内为血管内皮细胞,分别使用恒流泵和注射泵驱动流体,作用于内皮细胞产生不同形式和强度的剪切力。采用计算流体动力学的方法分析平行板流动室内的血流形式以及剪切力强度和分布。(2)将人脐静脉内皮细胞放置于平行板流动室内,分别给予层流剪切力和震荡剪切力作用,层流剪切力强度分别为低剪切力(4dyn/cm~2),生理剪切力(12dyn/cm~2),高剪切力(20dyn/cm~2),震荡剪切力为0±5dyn/cm~2。不同剪切力均分别作用0小时、6小时、12小时和24小时。免疫荧光检测MCP-1的受体CCR2和Cav-1表达及分布。Western blotting检测MCP-1、CCR2、Cav-1、ERK1/2、NF-κB的表达情况。分别给予Cav-1结构破剂甲基-β-环糊精、ERK抑制剂(PD98059),检测MCP-1、NF-κB表达情况。(3)在培养基中加入尿毒症血清模拟尿毒症环境,人脐静脉内皮细胞放置于平行板流动室内,分别给予层流剪切力和震荡剪切力作用,检测MCP-1、CCR2、Cav-1、ERK1/2、NF-κB的表达情况。结果:(1)流动腔为压力驱动流,在z、y方向上流场的压强分布没有明显差异,压强沿流动方向逐渐减小。在定常流动条件下,流体在出入口圆管处的流速为抛物型分布,且在中心处出现极值。在平行板间流动腔内则为典型泊肃叶流动,中央绝大部分区域流动相当稳定,流速较大且分布均匀,壁面剪切力与速度梯度成正比。在非定常流动条件下,壁面剪切力与流量之间存在着明显的正相关关系,壁面剪切力随着流量的变化而发生正弦周期性变化。(2)在低强度的层流剪切力或者震荡剪切力作用下,Cav-1表达降低,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB等表达增加。高强度的层流剪切力作用下,Cav-1表达较高,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB等表达较低。随着剪切力作用时间的延长,Cav-1表达降低,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB等表达增加。Cav-1的结构破坏剂甲基-β-环糊精作用后,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB表达增加。给予ERK抑制剂作用后,NF-κB、MCP-1表达减低。(3)尿毒症环境中,在低强度的层流剪切力或者震荡剪切力作用下,Cav-1表达降低,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB等表达增加。高强度的层流剪切力作用下,Cav-1表达较高,MCP-1、CCR2、ERK1/2、NF-κB表达较低。结论:低强度的层流剪切力或者震荡剪切力使Cav-1表达降低,MCP-1、CCR2、ERK1/2和NF-κB表达增加。高强度的层流剪切力使Cav-1表达增加,MCP-1、CCR2、ERK1/2和NF-κB表达降低。随着剪切力作用时间延长,Cav-1表达降低,MCP-1、CCR2、ERK1/2和NF-κB表达增加。低强度剪切力的层流或者震荡剪切力可能通过Cav-1/MCP-1-CCR2/ERK信号通路影响血管内膜增生。
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R692.5
【图文】：

流场三维模型

平行板流动室模型

【参考文献】

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1 于海波;剪切力对动静脉内瘘血管内皮细胞的影响[D];天津医科大学;2016年

本文编号：2732453