李立 李天曉 朱良付 薛絳宇 王子亮 白衛(wèi)星 馮光

·神經(jīng)介入·

活性氧在顱內(nèi)動脈瘤中的表達及意義

李立 李天曉 朱良付 薛絳宇 王子亮 白衛(wèi)星 馮光

目的 探討活性氧（ROS）在顱內(nèi)動脈瘤中的表達意義。方法 以正常血管（n=23）作為對照，檢測動脈瘤（n=29）中黃嘌呤氧化酶（XO）的活性和丙二醛（MDA）的含量。采用t檢驗對兩組數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計學比較。結(jié)果 顱內(nèi)動脈瘤標本中XO的活性為（20.66±7.45）U/gprot高于正常血管局部組織中XO的活性（5.32±0.98）U/gprot（P＜0.01）；顱內(nèi)動脈瘤標本中MDA的含量為（8.35±5.06）nmol/gprot，高于正常血管局部組織中MDA的含量（3.61±0.52）nmol/gprot（P＜0.01）。結(jié)論 在動脈瘤組織內(nèi)有大量表達的活性氧，XO是產(chǎn)生活性氧的一個重要來源。XO源性活性氧可能在動脈瘤的病理中起重要作用。

動脈瘤； 活性氧； 黃嘌呤氧化酶

動脈瘤是動脈某一部分的局限性或彌漫性擴張。顱內(nèi)動脈瘤是造成蛛網(wǎng)膜下腔出血的主要原因，有較高的致殘率和死亡率。而顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生發(fā)展的病理生理學機制還不清楚，可能是多因素共同作用的結(jié)果。由大量活性氧（ROS）誘導的氧化應(yīng)激在血管損傷過程中起重要作用[1]。黃嘌呤氧化酶（XO）在病理條件下可以大量產(chǎn)生活性氧[2]，活性氧性質(zhì)極不穩(wěn)定。我們通過檢測人顱內(nèi)動脈瘤中XO的活性和活性氧代謝產(chǎn)物丙二醛（MDA）的含量，來初步探討活性氧在顱內(nèi)動脈瘤的表達及其在顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生發(fā)展過程中可能的作用。

對象與方法

一、動脈瘤標本及正常血管對照

顱內(nèi)動脈瘤29個，均來自經(jīng)顯微外科手術(shù)切除的顱內(nèi)動脈瘤。所有病例均經(jīng)過數(shù)字減影血管造影（DSA）證實。29個動脈瘤均為單發(fā)性。男女比例為2：4，年齡33～65歲。對照組血管（23段）來自手術(shù)切除的正常動脈血管，分別為14段顳淺動脈、2段子宮動脈和7段胃網(wǎng)膜右動脈，正常血管來源的患者均無動脈粥樣硬化性血管性疾病。

二、實驗方法

動脈瘤標本和對照組的組織標本均采用生理鹽水勻漿、離心（2000轉(zhuǎn)/分，10 min）制備組織蛋白提取液。離心后的組織蛋白提取液分裝。對組織蛋白提取液采用Bradford法測蛋白含量。采用試劑盒（貨號分別為A002和A003，南京建成生物工程研究所）分別測量組織標本中XO的活性和MDA的含量。按照相關(guān)說明書的步驟，對混合液離心后，取上清液，分別在分光光度計530 nm和532 nm處，1 cm光徑，蒸餾水調(diào)零，測吸光度值。測定MAD中，用標準空白管代替測定空白管。

三、數(shù)據(jù)分析

結(jié) 果

顱內(nèi)動脈瘤標本中XO的活性為（20.66±7.45）U/gprot，高于正常血管局部組織中XO的活性（5.32±0.98）U/gprot（P＜0.01）。

顱內(nèi)動脈瘤標本中MDA的含量為（8.35±5.06）nmol/gprot，高于正常血管局部組織中MDA的含量（3.61±0.52）nmol/gprot（P＜0.01）。

討 論

顱內(nèi)動脈瘤是引起蛛網(wǎng)膜下腔出血（SAH）的主要原因。已知的影響顱內(nèi)動脈瘤形成或破裂的因素包括吸煙、性別和血流動力學等[3-4]。另外，在一些特定人群中，也發(fā)現(xiàn)有基因的或家族性的因素[5]。越來越多的研究證明，顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)生是在以上諸多因素的共同作用下后天性顱內(nèi)血管退行性改變的結(jié)果，這主要包括血管壁內(nèi)平滑肌細胞的凋亡和細胞外基質(zhì)（ECM）的降解[6-8]。

然而，人們對引起顱內(nèi)動脈瘤退行性改變的病理生理學機制還很不清楚。近來，氧化損傷在顱內(nèi)動脈瘤形成和破裂中的作用越來越受到重視?？寡趸瘎┚S生素-E能有效改善動脈瘤形成和破裂[9]。Grigoryants等[10]觀察到了三苯氧胺也能有效減緩實驗性動脈瘤的增長，而它發(fā)揮作用的機制有賴于上調(diào)過氧化氫酶的活性。這些結(jié)論提示，氧化性損傷可能參與了動脈瘤的發(fā)生、增長和破裂的過程。然而，以上實驗都是基于人工復(fù)制的動物瘤模型研究，關(guān)于人顱內(nèi)動脈瘤的氧化狀態(tài)少有報道。

活性氧是氧在生物體內(nèi)通過單電子還原產(chǎn)生化學性質(zhì)活潑的物質(zhì)。它們可以造成DNA鏈斷裂和氧化性損傷、蛋白交聯(lián)和脂質(zhì)過氧化。脂質(zhì)過氧化是造成生物體氧化損傷的主要原因。從我們的實驗結(jié)果中可以看出，與正常血管相比，顱內(nèi)動脈瘤局部瘤體組織有較高的XO活性和MDA含量。XO可在缺血/再灌注損傷、炎癥、腫瘤和放射性損傷等多種病理過程中可以產(chǎn)生活性氧，它是病理條件下活性氧的一個重要來源。MDA是活性氧攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸而形成的脂質(zhì)過氧化物，它的量可以反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，并間接反映細胞受損傷的程度。XO和MDA的同時增多說明，在顱內(nèi)動脈瘤的病理發(fā)生過程中，有活性氧的大量生成。這和Miller等[11]的研究結(jié)果是一致的。他們發(fā)現(xiàn)在人腹主動脈瘤瘤體部·O2-局灶性增多并伴有炎性滲透和平滑肌細胞與彈性纖維的損傷和降解。

可以看出，XO是參與顱內(nèi)動脈瘤瘤壁中活性氧產(chǎn)生的來源之一。需氧脫氫酶類催化的反應(yīng)是生物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生的主要來源，黃嘌呤氧化酶屬于需氧脫氫酶類，是體內(nèi)核酸代謝的重要酶。正常情況下，XO主要以黃嘌呤脫氫酶的形式存在，在缺血/再灌注損傷、炎癥、腫瘤和放射性損傷等病理條件下，黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為XO，催化活性氧的產(chǎn)生。在顱內(nèi)動脈瘤中，XO參與了活性氧的生成，而其機制還需進一步研究。也有研究顯示，還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶也在動脈瘤大量產(chǎn)生的活性氧中起重要作用12。

在生理情況下，機體內(nèi)存在氧化/抗氧化的平衡。平衡被打破后過度產(chǎn)生的活性氧，使機體處在氧化應(yīng)激狀態(tài)。在用載脂蛋白-E缺乏的小鼠上注入血管緊張素-Ⅱ誘導的動脈瘤模型中，抗氧化劑維生素-E能有效改善動脈瘤形成并能減少實驗性動脈瘤的致死性或非致死性破裂[9]。這顯示，活性氧參與動脈瘤的病理生理過程是原發(fā)性因素，而非繼發(fā)性增多。然而，其中的機制還很不清楚。有研究顯示，活性氧能夠誘導細胞的凋亡和MMPs的過度表達。Grote等[13]報道機械牽拉上調(diào)小鼠胸主動脈平滑肌細胞MMP-2的mRNA表達以及MMP-2前體蛋白的釋放，而該作用依賴于活性氧的大量產(chǎn)生。Janiszewski等[14]的研究顯示，培養(yǎng)的兔內(nèi)皮細胞和主動脈平滑肌細胞的凋亡過程伴隨有活性氧的產(chǎn)生。在加入活性氧清除劑超氧化物歧化酶（SOD）或NADPH氧化酶抑制劑氧化苯胂后，凋亡被顯著性抑制。這些均提示，活性氧的大量生成在動脈瘤的病理過程中有重要意義。它可能參與的動脈瘤各個病理改變的過程，或者參與動脈瘤生長、破裂的病理發(fā)展過程中。這對在臨床中工作中治療低破裂風險的無癥狀性或小顱內(nèi)動脈瘤提供了新的思路和策略。

1 Itoh Y, Takaoka R, Ohira M, et al. Reactive oxygen species generated by mitochondrial injury in human brain microvessel endothelial cells[J]. Clin Hemorheol Microcirc, 2006,34(1-2):163-168.

2 Guzik TJ, Sadowski J, Guzik B, et al. Coronary artery superoxide production and nox isoform expression in human coronary artery disease[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2006,26(2):333-339

3 Juvela S, Poussa K, Porras M. Factors affecting formation and growth of intracranial aneurysms: a long-term follow-up study[J]. Stroke, 2001,32(2):485-491.

4 Hoi Y, Meng H, Woodward SH, et al. Effects of arterial geometry on aneurysm growth:three-dimensional computational fluid dynamics study[J]. J Neurosurg, 2004,101(4):676-681.

5 Wills S, Ronkainen A, van der Voet M, et al. Familial intracranial aneurysms: An analysis of 346 multiplex fnnish families[J]. Stroke, 2003,34(6):1370-1374.

6 Sakaki T, Kohmura E, Kishiguehi T, et al. Loss and apoptosis of smooth muscle cells in intracranial aneurysms. Studies with in situ DNA end labeling and antibody against single-stranded DNA[J]. Acta Neurochir, 1997,139(5):469-475.

7 Gaetani P, Rodriguez Y, Baena R, et a1. Metalioproteases and intracranial vascular lesions[J]. NeurolRes, 1999,2l(4):385-390.

8 Kim SC, Singh M, Huang J, et al. Matrix metalloproteinase-9 in cerebral aneurysms[J]. Neurosurgery, 1997,4l(3):642-666.

9 Gavrila D, Li WG, McCormick ML, et al. Vitamin E inhibits abdominal aortic aneurysm formation in angiotensin II-infused apolipoprotein E-deficient mice[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2005,25(8):1671-1677.

10 Grigoryants V, Hannawa KK, Pearce CG, et al. Tamoxifen upregulates catalase production, inhibits vessel wall neutrophil infiltration, and attenuates development of experimental abdominal aortic aneurysms[J]. J Vasc Surg,2005,41(1):108-114.

11 Miller FJ, Sharp WJ, Fang X, et al. Oxidative stress in human abdominal aortic aneurysms: a potential mediator of aneurysmal remodeling[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2002,22(4):560-565.

12 Ejiri J, Inoue N, Tsukube T, et al. Oxidative stress in the pathogenesis of thoracic aortic aneurysm: protective role of statin and angiotensinⅡ type 1 receptor blocker[J]. Cardiovasc Res, 2003,59(4):988-996.

13 Grote K, Flach I, Luchtefeld M, et al. Mechanical stretch enhances mRNA expression and proenzyme release of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) via NAD(P)H oxidase-derived reactive oxygen species[J]. Circulation Research, 2003,92(11):80-86.

14 Janiszewski M, Carmo AO, Pedro MA, et al. Platelet-derived exosomes of septic individuals possess proapoptotic NAD(P)H oxidase activity: A novel vascular redox pathway[J]. Crit Care Med, 2004,32(3):818-825.

Expression of Reactive Oxygen Species in Intracranial Aneurysms

Li Li, Li Tianxiao, Zhu Liangfu, Xue Jiangyu, Wang Ziliang, Bai Weixing, Feng Guang. Henan Provincial People’ Hospital, 450003 Zhengzhou, China Corresponding author: Li Tianxiao, Email: dr.litianxiao@vip.163.com

Objective To investigate the expression and role of reactive oxygen species (ROS) in intracranial aneurysms. Methods Intracranial aneurysms (n=29) and normal blood vessels (n=23) were harvested through surgery. The normal blood vessels were prepared as control group, the activity of xanthine oxidase(XO)and malondialdehyde(MDA)were measured. Rank-sum test was used to analyze the data. Results The levels of XO were signifcant higher in intracranial aneurysms segments compared with normal blood vessels segments ([20.66±7.45] U/gprot versus [5.32±0.98]U/gprot, respectively, P＜0.01). The levels of MAD were signifcant higher in intracranial aneurysms segments compared with normal blood vessels segments ([8.35±5.06] nmol/gprot versus [3.61±0.52]nmol/ gprot, respectively, P＜0.01). Conclusions ROS was over-expressed in intracranial aneurysms and XO was an important source of ROS. XO-mediated ROS may contribute to the disease pathogenesis and play an important role in pathological progress of intracranial aneurysm.

Aneurysms; Reactive oxygen species; Xanthine oxidase

2014-11-7）

（本文編輯：黃強）

10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2015.02.002

450003 鄭州，河南省人民醫(yī)院介入科（李立、李天曉、朱良付、薛絳宇、王子亮、白衛(wèi)星、馮光）

李天曉，Email：dr.litianxiao@vip.163.com

李立，李天曉，朱良付，等.活性氧在顱內(nèi)動脈瘤中的表達及意義[J/CD].中華介入放射學:電子雜志,2015, 3(2): 63-65.