《Physiological Reports》：Exacerbated expansive vascular remodeling due to disturbed flow in male mice overexpressing protein disulfide isomerase-A1
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血管外向（expansive/outward）重塑参与动脉粥样硬化及再狭窄过程，但其机制尚需深入阐明。蛋白二硫键异构酶（PDIA1）作为内质网及细胞表面的氧化还原分子伴侣，支持血管平滑肌细胞的机械适应。已有报道显示血管损伤修复伴随PDIA1显著过表达，而抑制P
血管外向（expansive/outward）重塑参与动脉粥样硬化及再狭窄过程，但其机制尚需深入阐明。蛋白二硫键异构酶（PDIA1）作为内质网及细胞表面的氧化还原分子伴侣，支持血管平滑肌细胞的机械适应。已有报道显示血管损伤修复伴随PDIA1显著过表达，而抑制PDIA1可限制外向重塑，但PDIA1过表达对血管重塑的具体效应未知。研究人员通过左颈总动脉部分结扎（partial carotid artery ligation, PCL）构建雄性转基因组成型PDIA1过表达（TgPDIA1）小鼠模型，以超声影像记录继发的扰动血流。结扎后14天，TgPDIA1小鼠较野生型（WT）表现为总管径显著增大，伴中膜、新生内膜及总壁面积增加，近端颈动脉改变更显著且与扰动血流增强一致。细胞外基质（ECM）分析显示TgPDIA1动脉双折射胶原减少而总胶原含量增加，提示胶原量增但排列受损。形态计量学披露TgPDIA1结扎动脉胶原纤维曲率增强、弹性纤维厚度减小。免疫组化显示TgPDIA1血管α-平滑肌肌动蛋白减少、波形蛋白增加。全颈动脉闭塞后28天的另一批小鼠亦出现类似外向重塑。上述数据证实PDIA1作为血管外向重塑介质的作用。
研究背景与立项依据
血管严格意义重塑（strictu sensu remodeling）指传导血管整体管径变化，其中外向（expansive/outward）重塑可在无斑块时因层流剪切应力增高出现，也作为复杂粥样硬化斑块的临床标志，并在粥样发生中缓冲斑块对管腔的侵占；内向（constrictive/inward）重塑则见于动脉损伤修复及球囊术后再狭窄。其通路尚未明晰。氧化还原过程尤其是内质网（ER）氧化还原组通过ER氧化还原酶（如Ero1α与蛋白二硫键异构酶家族PDIs）调控血管病。PDIA1是PDI原型，既往研究表明其参与Nox NADPH氧化酶、RhoGTPase激活及血管平滑肌细胞（VSMC）迁移；人类易损斑块中PDIA1表达上调且伴外向重塑；体外过表达改变VSMC表型标记；损伤后PDIA1上调约25倍，胞外PDIA1中和促内向重塑。但强制过表达PDIA1对体内血管重塑的效应不清。研究人员因此在.normolipidemic雄性FVB背景小鼠中，利用全局组成型TgPDIA1模型结合PCL扰动血流，检验PDIA1过表达是否足以驱动外向重塑。
主要技术方法概括
研究人员采用16周龄雄性FVB背景TgPDIA1与WT小鼠，施行左颈总动脉部分结扎（PCL，保留甲状腺上动脉）或全颈动脉闭塞，于术后2、14、28天取血管。血流动力学用35 MHz高频多普勒超声评估收缩期/舒张末期流速确认振荡性扰动血流；心脏参数排除心功能混杂。组织学上，血管灌注固定后行天狼星红（picrosirius）偏振光定量双折射胶原、Verhoeff–Van Gieson染弹性纤维；共聚焦显微同时捕胶原（546 nm）与弹性纤维自发荧光（488 nm）；CT-FIRE软件提取单纤维宽度与直度（straightness）。形态计量在ImageJ/Fiji进行外弹膜面积（总管径）、中膜（外弹膜减内弹膜）、管腔、新生内膜、壁面积及壁张力指数计算。免疫组化用RL90（偏好大鼠转基因PDIA1）与N1N3（识小鼠及大鼠PDIA1）抗体区分转基因与内源，加α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白。统计用非参数检验处理纤维几何量。样本队列即上述FVB雄性小鼠，分PCL 2天、14天与全闭塞28天三组。
研究结果
3.1 部分颈动脉结扎对动脉血流动力学的影响
超声显示PCL后左颈总动脉（LCA）收缩与舒张末期流速锐减并出现负向峰值，符合振荡双向流；近端（LCA2）较远端（LCA1）更明显；WT与TgPDIA1间流速无差异，心功能参数亦无差异，证实PDIA1过表达不改变PCL血流学冲击。
3.2 PDIA1过表达加剧PCL后外向血管重塑
术后2天TgPDIA1即现总血管面积轻度增大（LCA1显著）；14天时WT与TgPDIA1均有外向重塑，但TgPDIA1总管径、管腔、中膜、新生内膜、总壁面积均显著更大，近端LCA2增幅最强。内/中膜比几乎不变。总管径归一化至壁面积（壁张力指数）两组无差，提示扩大过程仍达相似稳态张力调定点。对侧右颈总动脉（RCA）作内对照。
3.3 PDIA1过表达伴双折射胶原减少而总胶原增加
偏振光下TgPDIA1外膜低双折射（绿）与高双折射（红）胶原面积分数均降40%–60%；中膜差异较小。共聚焦非双折射依赖的总胶原信号反显TgPDIA1增加。表明胶原总量上升但超分子排列成熟受损。
3.4 PDIA1过表达改变胶原与弹性纤维架构
CT-FIRE示TgPDIA1结扎动脉胶原纤维曲率增大（直度近零群体增多）；弹性纤维在TgPDIA1变薄（宽纤维亚群缩小），但共聚焦弹性自发荧光面积反增。提示PDIA1过表达扰乱弹力网排布。
3.5 血管壁免疫组化分析
14天LCA中TgPDIA1波形蛋白升高、α-平滑肌肌动蛋白降低，细胞密度早期降后期升；最内层（距腔1.5 μm）同趋势。RL90染色示转基因PDIA1在腔内/内皮周分布较强，N1N3示总体弥漫分布。
3.6 全颈动脉闭塞后TgPDIA1外向重塑亦加剧
28天全闭塞模型（低剪应力伴血栓炎症）中TgPDIA1总管径、壁厚、中膜面积仍显著大于WT，复制PCL结论。
讨论与结论翻译
研究人员讨论指出：TgPDIA1在PCL下外向重塑加剧，近端（振荡剪应力强处）最著，伴胶原双折射降、新生内膜增，但管径/壁面积比维持，表明扩大仍受稳态张力伺服机制约束；全闭塞模型重现该表型。这与既往胞外PDIA1中和促内向重塑、人粥样硬化PDIA1与外向重塑相关一致。胞内PDIA1涉Nox、NO、ER应激，胞外涉整合素氧化还原与肌动重排，内皮、VSMC、血小板、巨噬细胞多细胞源PDIA1可能汇聚作用。胶原量增而排列乱提示交联增强的壁应力倾向被外向增厚抵消。内皮PDIA1经miR-204响应扰动流，促内皮–间质转换贡献新生内膜。
结论部分译文：本研究结果显示，全局组成型PDIA1过表达小鼠在PCL模型中发生显著加剧的血管外向重塑，表现为总管径、管腔、中膜及新生内膜面积增大，近端颈动脉（更接近主动脉、振荡剪应力更强）尤甚，且与扰动血流程度协同；该效应伴胶原纤维双折射降低、总胶原增加、胶原曲率增大、弹性纤维变薄、α-平滑肌肌动蛋白减少与波形蛋白增加，而管径/壁面积比维持提示稳态张力保留；全颈动脉闭塞28天模型重现外向重塑加剧。数据确证PDIA1过表达本身足以支持外向/抗内向血管重塑，PDIA1及ER依赖外联氧化还原组（ERDOR）可作为血管重塑方向与幅度的上游氧化还原 orchestrator。论文发表于《Physiological Reports》。
