《PLOS One》:Superior cervical gangliectomy exacerbates the aortic dissection in mice
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背景:交感神经支配是主动脉生理稳态的基本需求。尽管其在主动脉功能中发挥重要作用,但其在主动脉夹层(AD)中的具体角色仍不清楚。方法与结果:本研究通过考察小鼠颈上神经节切除术(SCGx)效应,探索交感神经系统在AD中的作用。在病变前阶段使用β-氨基丙腈(BAPN
背景:交感神经支配是主动脉生理稳态的基本需求。尽管其在主动脉功能中发挥重要作用,但其在主动脉夹层(AD)中的具体角色仍不清楚。方法与结果:本研究通过考察小鼠颈上神经节切除术(SCGx)效应,探索交感神经系统在AD中的作用。在病变前阶段使用β-氨基丙腈(BAPN)诱导AD小鼠模型,代表交感神经活性的酪氨酸羟化酶(TH)在AD进展早期升高,并与主动脉弹性板层降解相关。SCGx在无非BAPN处理的2周内不影响主动脉结构,但双侧SCGx在BAPN和血管紧张素II(AngII)处理后加重AD严重度,提高破裂率与撕裂范围。结论:这些发现突出了交感神经系统在AD早期阶段的作用,并提示双侧SCGx可能对AD进展产生负面影响。此外,研究人员在AD中实施SCGx后发现血管平滑肌细胞(VSMC)表型转化呈趋势性改变,揭示SCG完整性在维持主动脉稳态中的关键作用。
研究背景与立项依据
主动脉夹层(aortic dissection,AD)是一种高致死率的急性动脉疾病。高血压作为其重要危险因素与交感神经亢进相关,临床AD患者存在血去甲肾上腺素异常及全身交感神经活动增强,但交感神经活动是在AD发生前还是发生后变化、其仅为相关还是真正因果尚不清楚。既往研究多聚焦炎症细胞浸润,而炎症浸润与主动脉破裂几乎同时发生,因此识别更早期的破裂触发因素至关重要。颈上神经节(superior cervical ganglion,SCG)属心脏神经丛一部分,支配主动脉;SCGx在心肌梗死与自发性高血压大鼠血管重构中显示有益效应,但SCG完整性对AD病变前阶段主动脉稳态的作用未知。为此,研究人员以SCGx建立局部交感去神经模型,考察AD病变前酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)动态及SCG在主动脉稳态中的角色。该研究发表于《PLOS One》。
主要关键技术方法
研究使用3周龄雄性C57BL/6J小鼠(北京HFK生物科学公司),分为对照正常饮食、BAPN(1%饲料)诱导AD模型、双侧SCGx后BAPN+AngII处理等队列。SCGx经颈中线切口在手术显微镜下切除双侧SCG,以睑下垂确认成功,假手术仅轻触神经节。AD评估结合立体显微镜下全主动脉肉眼撕裂与升主动脉切片H&E染色确认假腔/中膜出血。蛋白水平采用Western blot检测TH;组织学采用H&E、orcein弹性纤维染色、Sirius Red胶原染色;免疫组化/免疫荧光检测TH、CD45、CD68、α-SMA、骨桥蛋白(OPN)等;主动脉力学采用离体主动脉环拉伸至破裂的张力测定。统计用非参数检验(Mann-Whitney U、Kruskal-Wallis)。
研究结果
The significant upregulation of TH in pre-lesional stage of AD
BAPN饲喂D0至D15期间,升、降主动脉orcein染色示弹性板层断裂数随时间增加(D15升主动脉p<0.05,降主动脉p<0.001);全主动脉Western blot示TH蛋白表达时间依赖性上调,与弹性板层断裂数增长同步,提示病变前阶段交感神经支配与弹性退化在时间上相关。
SCGx did not affect the structure of aorta
单纯双侧SCGx后2周内,小鼠无死亡,主动脉大体无异常;orcein与H&E示升、降主动脉弹性板层断裂数、弹性面积、壁厚(最厚/最薄)、细胞密度均与假手术/对照无差异,说明SCGx在静息态下不改变主动脉结构。
SCGx exacerbated the severity of AD
SCGx+BAPN+AngII组中,H&E示撕裂自升主动脉延伸至降主动脉,破裂率显著高于AD组(p<0.05);升主动脉弹性断裂数与AD组相似,降主动脉呈增加趋势(p=0.093);升主动脉TH+面积较AD组显著减少(p<0.05),证实去神经生效。离体拉伸强度在近端降主、肾上、肾下节段AD与AD+SCGx无差异;Sirius Red胶原面积两组无统计学差异(升主动脉p=0.181,降主动脉p=0.054);α-SMA与OPN免疫荧光在AD+SCGx有数值变化但未达显著(升主动脉α-SMA p=0.086,降主动脉p=0.118);CD45+、CD68+浸润在Con/AD/AD+SCGx间无显著差异。即SCGx加重AD严重度(破裂率、撕裂范围)但未伴随拉伸强度、胶原沉积、VSMC表型标记或炎症浸润的统计学改变。
讨论与结论翻译
讨论指出,研究揭示两点核心:AD早期TH显著升高;SCGx虽2周内不改主动脉大体结构,但显著提高破裂率与撕裂范围,凸显交感神经系统在AD早期病理中的关键参与,并暗示SCGx可能对疾病进展不利。TH上调或为血管损伤的非特异性应激反应。SCG主要支配升主动脉的神经解剖特点解释了AD+SCGx组撕裂向升、降主动脉扩展;SCGx可能通过破坏心脏神经丛对主动脉的正常调控、影响结节神经节(nodose ganglion)介导的压力感受器反射、以及SCG广泛支配松果体/垂体/颈动脉体等间接削弱主动脉壁。与部分文献中SCGx有益效应不同,本研究表明在AD发生前切除SCG带来的是有害生理后果。局限性为各组样本量n=5–6,仅能检出大效应,次级分子发现属探索性。
结论:这些发现突出了交感神经系统在AD早期阶段的作用,并提示双侧SCGx可能对AD进展产生负面影响。此外,研究人员在AD中实施SCGx后发现血管平滑肌细胞(VSMC)表型转化呈趋势性改变,揭示SCG完整性在维持主动脉稳态中的关键作用。