親環素A與基質金屬蛋白酶9：腹主動脈瘤壁中的表達、關聯及醫學啟示一、引言1.1腹主動脈瘤概述腹主動脈瘤（AbdominalAorticAneurysm，AAA）是一種嚴重威脅人類健康的血管疾病，其定義為腹主動脈呈瘤樣擴張，當擴張程度超過正常管徑的50%或管腔直徑≥3cm時，即可診斷為腹主動脈瘤，通常病變位置多發生在腎下腹主動脈。從解剖學角度來看，正常的腹主動脈有著穩定的血管壁結構，包括內膜、中膜和外膜，各層組織協同維持著血管的正常形態和功能。而腹主動脈瘤發生時，腹主動脈壁的正常結構受到損害，使得血管壁局部變得薄弱，從而引發瘤樣擴張。這種病變就如同在原本堅固的水管上出現了一個鼓包，隨著病情發展，這個鼓包可能會越來越大。腹主動脈瘤猶如一顆隨時可能引爆的“定時炸彈”，具有極大的危害。一旦瘤體破裂，便會引發腹腔內大出血，這是一種極其危急的情況，患者往往會迅速陷入失血性休克，若未能及時救治，死亡率極高。即便瘤體未破裂，隨著瘤體的逐漸增大，也可能壓迫周圍的器官，導致一系列嚴重后果。例如，壓迫腸道時，會致使腸道缺血甚至壞死，患者可能出現腹痛、腹脹、停止排氣排便等腸梗阻癥狀；壓迫腎動脈時，會引發腎缺血，嚴重情況下可導致腎功能喪失，患者可能出現少尿、無尿、水腫等癥狀。此外，腹主動脈瘤還可能引發主動脈夾層，進一步增加動脈瘤破裂的風險，使患者承受巨大的痛苦。在流行病學方面，腹主動脈瘤的發病情況呈現出一定的特點。其發病率與年齡密切相關，多見于中老年人，且男性患者明顯多于女性。隨著全球人口老齡化進程的加速，腹主動脈瘤的患病率呈上升趨勢。在歐美等發達國家，腹主動脈瘤已成為較為常見的血管疾病之一，在＞65歲的男性中，其患病率雖已從曾經的＞5%降低至1%-2%，但在世界范圍內，每年仍有15-20萬人死于腹主動脈瘤破裂。亞洲人群中腹主動脈瘤的發病率相對偏低，但隨著生活方式的改變和人口老齡化，其發病數量也在逐漸增加。在中國，目前雖缺乏大規模的流行病學調查數據，但從臨床經驗來看，腹主動脈瘤患者的數量也在不斷增多。盡管現代醫學在腹主動脈瘤的治療方面取得了一定進展，如開放手術和腔內修復術等，但本病的促發因素以及持續擴張以致破裂的控制因素仍存在較大的爭議。深入研究腹主動脈瘤的病理機制迫在眉睫，這不僅有助于我們從根本上理解疾病的發生發展過程，還能為臨床治療提供堅實的理論依據，從而開發出更有效的治療方法和預防策略，降低腹主動脈瘤的發病率和死亡率，提高患者的生活質量。1.2研究背景與目的在腹主動脈瘤的研究領域中，親環素A（CyclophilinA，CypA）和基質金屬蛋白酶9（MatrixMetalloproteinase9，MMP-9）逐漸成為備受矚目的關鍵因素，它們在腹主動脈瘤的發生、發展進程中扮演著極為重要的角色。親環素A，作為一種多功能蛋白質，最初被視作一種肽基脯氨酰順反異構酶，能夠催化蛋白質中脯氨酸殘基的順反異構化，從而加速蛋白質的折疊與組裝過程。后續的研究發現，親環素A還具有廣泛的生物學活性，在炎癥反應、免疫調節以及細胞信號傳導等多個生理病理過程中發揮著關鍵作用。在炎癥反應中，親環素A可作為一種損傷相關分子模式（DAMP）被釋放到細胞外環境，與細胞膜上的受體如CD147相結合，進而激活下游的炎癥信號通路，促使多種炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）等的表達與釋放，引發強烈的炎癥反應。在免疫調節方面，親環素A參與了T細胞的活化與增殖過程，對免疫系統的正常功能維持具有重要意義。在腹主動脈瘤的發病機制研究中，親環素A被發現與疾病的發生發展密切相關。臨床研究表明，在腹主動脈瘤患者的血清以及瘤壁組織中，親環素A的表達水平顯著升高。進一步的基礎研究揭示，親環素A可能通過多種途徑促進腹主動脈瘤的形成與發展。一方面，親環素A通過激活炎癥信號通路，引發血管壁的慢性炎癥反應，導致血管平滑肌細胞的凋亡與功能受損，削弱血管壁的結構穩定性。另一方面，親環素A還能夠促進基質金屬蛋白酶的表達與活性，加速細胞外基質的降解，使得血管壁逐漸變薄、擴張，最終形成腹主動脈瘤。基質金屬蛋白酶9，屬于基質金屬蛋白酶家族中的重要成員，是一類依賴鋅離子的內肽酶。該酶能夠特異性地降解細胞外基質中的多種成分，如膠原蛋白、彈性蛋白和纖連蛋白等。在正常生理狀態下，基質金屬蛋白酶9的表達與活性受到嚴格的調控，維持著細胞外基質的動態平衡，對于組織的發育、修復以及重塑過程至關重要。然而，在病理情況下，如腹主動脈瘤的發生發展過程中，基質金屬蛋白酶9的表達與活性會出現異常升高。大量研究證實，基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤的發病機制中占據著核心地位。腹主動脈瘤患者的瘤壁組織中，基質金屬蛋白酶9的表達水平明顯高于正常主動脈組織。基質金屬蛋白酶9通過過度降解血管壁中的彈性蛋白和膠原蛋白，破壞血管壁的正常結構，導致血管壁的彈性下降、強度減弱，使得腹主動脈容易出現瘤樣擴張。基質金屬蛋白酶9還能夠促進炎癥細胞的浸潤與活化，進一步加重血管壁的炎癥反應，形成惡性循環，加速腹主動脈瘤的發展進程。盡管目前對于親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤中的作用已有一定的認識，但仍存在諸多亟待解決的問題。對于兩者之間的相互作用機制以及它們與其他相關信號通路的交互調控關系，尚未完全明確。在臨床應用方面，如何將對親環素A和基質金屬蛋白酶9的研究成果轉化為有效的診斷方法和治療策略，也有待進一步深入探索。基于以上背景，本文旨在深入探究親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁中的表達情況，并闡明其在腹主動脈瘤發病機制中的具體作用及意義。通過對兩者表達水平的檢測，分析它們與腹主動脈瘤的發生、發展以及病情嚴重程度之間的關聯。同時，深入研究親環素A和基質金屬蛋白酶9的作用機制，揭示它們在腹主動脈瘤發病過程中的分子調控網絡。本研究期望為腹主動脈瘤的早期診斷、病情評估以及靶向治療提供堅實的理論基礎和潛在的治療靶點，推動腹主動脈瘤治療領域的發展。1.3研究意義本研究深入探究親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁中的表達及意義，具有重要的理論價值和臨床意義。在理論層面，本研究將進一步完善腹主動脈瘤的病理機制研究。盡管當前對腹主動脈瘤的發病機制有了一定的認知，但仍存在許多未解之謎。親環素A和基質金屬蛋白酶9作為在腹主動脈瘤發生發展中起關鍵作用的因素，深入研究它們在瘤壁中的表達情況以及具體作用機制，有助于揭示腹主動脈瘤發病過程中的分子調控網絡。通過明確親環素A與基質金屬蛋白酶9之間的相互作用關系，以及它們與其他相關信號通路的交互調控機制，可以從分子生物學角度更全面、深入地理解腹主動脈瘤的發病機制，為該領域的理論研究提供新的思路和方向，填補目前在這方面研究的部分空白，推動腹主動脈瘤病理機制研究的進一步發展。從臨床應用角度來看，本研究具有多方面的重要意義。準確檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁中的表達水平，有望為腹主動脈瘤的早期診斷提供新的生物標志物。在疾病早期，通過檢測這些標志物的變化，能夠實現對腹主動脈瘤的早期發現，從而為患者爭取更多的治療時間，提高治療效果。對親環素A和基質金屬蛋白酶9作用機制的深入了解，有助于為腹主動脈瘤的病情評估提供更精準的指標。醫生可以根據這些指標，更準確地判斷疾病的發展階段和嚴重程度，從而制定更合理的治療方案。針對親環素A和基質金屬蛋白酶9開發靶向治療藥物或干預措施，為腹主動脈瘤的治療提供了新的策略。這不僅能夠提高治療的針對性和有效性，還可能減少傳統治療方法帶來的副作用，為患者帶來更好的治療體驗和預后效果。本研究結果還有助于優化腹主動脈瘤的預防策略。通過對相關危險因素的干預，如調控親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平，可以降低腹主動脈瘤的發病風險，對高危人群的預防具有重要的指導意義。二、親環素A和基質金屬蛋白酶9的生物學特性2.1親環素A的生物學特性與功能2.1.1結構與分布親環素A，作為親環素家族中含量最為豐富的成員，在生物界廣泛存在且高度保守。1984年，Handschumacher等人首次從牛胸腺中成功分離得到親環素A。人類親環素A基因定位于7p11.2-p13，其所編碼的蛋白質相對分子質量約為18kD，由165個氨基酸組成。從分子結構來看，親環素A主要以β-折疊作為二級結構的主要形式，同時伴有α-螺旋、β-轉角以及無規卷曲。其中，8條反平行的β-折疊片段與包埋于其兩端的2條α-螺旋相互連接，共同形成了獨特的桶狀結構。在這個桶狀結構內部，7個芳香族及其他疏水殘基緊密排列，構成了一個緊湊的疏水核心，而這個疏水核心區域正是免疫抑制劑環孢素A（CsA）的關鍵結合部位。親環素A在細胞內的分布較為廣泛，主要存在于細胞質、核膜以及高爾基體等部位，約占細胞總蛋白的0.1%-0.4%。在人體的各種組織中，如心臟、肝臟、肺臟、腎臟、血管等，均能檢測到親環素A的表達。其廣泛的分布特點暗示著親環素A在維持細胞正常生理功能以及參與多種生理病理過程中可能發揮著不可或缺的基礎作用。在正常生理狀態下，親環素A參與細胞內蛋白質的折疊、組裝與運輸過程，憑借其肽酰脯氨酰順反異構酶（PPIase）活性，催化蛋白質中脯氨酸殘基的順反異構化，從而加速蛋白質的正確折疊，確保蛋白質能夠發揮正常的生物學功能。親環素A還參與細胞內的信號傳導通路，通過與多種信號分子相互作用，調節細胞的生長、增殖、分化以及凋亡等過程。2.1.2在炎癥反應和血管舒縮中的作用機制在炎癥反應過程中，親環素A扮演著極為重要的角色。當細胞受到病原體感染、氧化應激、缺氧等刺激時，親環素A會被誘導分泌到細胞外環境中，此時它可作為一種損傷相關分子模式（DAMP）發揮作用。細胞外的親環素A能夠與細胞膜上的受體CD147特異性結合，CD147是一種廣泛表達于人體多種組織的跨膜糖蛋白，屬于免疫球蛋白超家族。親環素A與CD147的結合會激活下游一系列復雜的炎癥信號通路。親環素A-CD147復合物能夠激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，促使細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK等激酶的磷酸化，進而激活核轉錄因子-κB（NF-κB）。NF-κB是一種重要的轉錄因子，它能夠進入細胞核內，與多種炎癥因子基因的啟動子區域相結合，促進腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-1β（IL-1β）等炎癥因子的轉錄與表達。這些炎癥因子的釋放會引發炎癥細胞的趨化、聚集和活化，導致炎癥反應的進一步加劇。親環素A還能夠通過調節一氧化氮（NO）的生成來影響血管的舒縮功能。在血管內皮細胞中，親環素A可以與內皮型一氧化氮合酶（eNOS）相互作用。當親環素A與eNOS結合后，會影響eNOS的活性和穩定性。在生理條件下，適當水平的親環素A可以促進eNOS的磷酸化，從而增強eNOS的活性，促使L-精氨酸轉化為NO。NO作為一種重要的血管舒張因子，能夠擴散到血管平滑肌細胞內，激活鳥苷酸環化酶，使細胞內cGMP水平升高，進而導致血管平滑肌舒張，血管擴張。然而，在病理情況下，如炎癥反應過度激活時，親環素A的表達和釋放可能會異常增加。過多的親環素A與eNOS結合后，可能會干擾eNOS的正常功能，導致NO生成減少。同時，炎癥因子的大量釋放也會抑制eNOS的活性，使得血管舒張功能受損。血管平滑肌細胞在缺乏足夠NO的舒張作用下，會處于相對收縮狀態，導致血管阻力增加，血壓升高。這種血管舒縮功能的失衡在心血管疾病的發生發展過程中起著重要的推動作用，進一步加重了血管壁的損傷和病變。2.2基質金屬蛋白酶9的生物學特性與功能2.2.1結構與分類基質金屬蛋白酶9（MMP-9），又被稱作明膠酶B，在1973年由Gross和Lapiere首次發現并成功分離。作為基質金屬蛋白酶（MMPs）家族中的一員，MMP-9具有該家族典型的依賴鋅離子的內肽酶結構特征。MMP-9的基因定位于人類染色體20q11.2-q13.1，基因全長約26-27kbp，包含13個外顯子和9個內含子。其編碼產生的蛋白質相對分子質量約為92kD，由776個氨基酸組成。從蛋白質結構層面來看，MMP-9主要由5個功能各異的結構域構成。MMP-9包含一個長度約為18-25個氨基酸的疏水信號肽序列。這個信號肽就如同一個“導航系統”，在蛋白質合成過程中，它能夠引導新生的MMP-9前體蛋白準確無誤地運輸到細胞的內質網，隨后信號肽會被特定的酶切割去除，從而使MMP-9進入后續的加工和成熟階段。緊隨其后的是氨基端前肽區，此區域對于維持MMP-9酶原的穩定性起著至關重要的作用。在這個區域中，存在一個半胱氨酸殘基，其巰基（-SH）與催化活性中心的鋅離子緊密結合，形成一種穩定的相互作用，從而將MMP-9鎖定在無活性的酶原狀態。只有當這個前肽區被特定的蛋白酶水解切斷時，MMP-9才會從酶原形式轉變為具有活性的酶，這一過程是MMP-9激活的關鍵步驟。MMP-9的核心區域是鋅結合催化區，這也是其發揮酶催化活性的關鍵部位。在這個區域內，含有一個催化性鋅離子，周圍環繞著3個高度保守的組氨酸殘基。這3個組氨酸殘基通過配位鍵與鋅離子緊密相連，形成一個穩定的催化中心結構。在催化反應過程中，鋅離子能夠極化水分子，使其成為一個強親核試劑，進而對底物中的肽鍵進行攻擊，實現對底物的水解作用。除了鋅離子外，催化區還包含一些其他的氨基酸殘基，它們共同參與底物的識別、結合以及催化反應的進行，確保MMP-9能夠高效、特異性地降解其底物。在鋅結合催化區之后，是一段富含脯氨酸的鉸鏈區。脯氨酸獨特的環狀結構賦予了鉸鏈區一定的柔韌性和可彎曲性，使得MMP-9在與底物結合時能夠發生構象變化，更好地適應不同底物的結構特點。鉸鏈區還可能參與調節MMP-9與其他蛋白質分子之間的相互作用，對MMP-9的功能發揮起到輔助調節作用。MMP-9的羧基末端是類血紅素蛋白結合區。這個區域具有獨特的結構和功能特性，它能夠與特異性組織金屬蛋白酶抑制因子（TIMPs）緊密結合。TIMPs是一類內源性的MMPs抑制劑，它們通過與MMPs的催化結構域活性中心的鋅離子競爭性結合，從而抑制MMPs的酶活性。MMP-9的類血紅素蛋白結合區與TIMP結合后，能夠顯著影響MMP-9的活化過程以及其對底物的蛋白水解活性。類血紅素蛋白結合區還可能參與MMP-9在細胞外基質中的定位和分布，以及與其他細胞表面受體或分子的相互作用，進一步拓展了MMP-9在細胞生物學過程中的功能。根據作用底物以及結構同源性的差異，基質金屬蛋白酶家族可細分為6大類，分別為膠原酶、明膠酶、基質降解素、基質溶解素、furin活化的MMP和其他分泌型MMP。MMP-9屬于明膠酶這一亞類，它與同屬明膠酶的MMP-2在結構和功能上既有相似之處，又存在一些差異。與MMP-2相比，MMP-9的催化區含有3個重復的II型纖維連接蛋白結構域，這些結構域與明膠或彈性蛋白具有高度的親和力，使得MMP-9對明膠和彈性蛋白等細胞外基質成分具有更強的降解能力。MMP-9還包含一個V型的膠原蛋白結構域，這個結構域具有高度的糖基化修飾。糖基化修飾不僅能夠影響MMP-9底物的特異性，使其對某些特定的膠原蛋白底物具有更高的親和力和降解效率，還具有抗衰變的作用，能夠延長MMP-9在細胞外環境中的半衰期，增強其穩定性和生物學活性。這些獨特的結構特點使得MMP-9在細胞外基質的代謝和重塑過程中發揮著不可替代的作用，與其他基質金屬蛋白酶共同協作，維持著組織的正常結構和功能平衡。2.2.2降解細胞外基質的作用機制細胞外基質（ECM）是由膠原蛋白、彈性蛋白、纖連蛋白、層粘連蛋白等多種大分子物質組成的復雜網絡結構，它不僅為細胞提供物理支撐，還參與調節細胞的增殖、分化、遷移和信號傳導等多種生物學過程。在正常生理狀態下，細胞外基質的合成與降解處于動態平衡之中，以維持組織的正常結構和功能。然而，在病理情況下，如腹主動脈瘤的發生發展過程中，這種平衡會被打破，其中基質金屬蛋白酶9（MMP-9）在細胞外基質的降解過程中發揮著關鍵作用。MMP-9主要通過特異性地識別和結合細胞外基質中的特定底物，然后利用其酶催化活性對底物進行水解切割，從而實現對細胞外基質的降解。MMP-9對膠原蛋白具有很強的降解能力。膠原蛋白是細胞外基質中含量最為豐富的蛋白質之一，它形成了堅韌的纖維狀結構，為組織提供了強度和穩定性。以IV型膠原蛋白為例，MMP-9能夠識別其特定的氨基酸序列和結構特征，并與之緊密結合。在鋅離子和周圍氨基酸殘基的協同作用下，MMP-9催化活性中心的水分子被極化，形成一個強親核試劑。這個親核試劑能夠攻擊IV型膠原蛋白分子中的肽鍵，將其水解斷裂。通過這種方式，MMP-9逐步降解IV型膠原蛋白，破壞其纖維結構。對于彈性蛋白，MMP-9同樣具有重要的降解作用。彈性蛋白賦予組織彈性和回縮能力，在血管壁等組織中起著關鍵作用。MMP-9通過其催化區的II型纖維連接蛋白結構域與彈性蛋白特異性結合，然后利用酶活性將彈性蛋白分子降解為小分子片段。這一過程使得彈性蛋白的彈性纖維結構遭到破壞，組織的彈性和回縮能力顯著下降。MMP-9還可以降解纖連蛋白和層粘連蛋白等其他細胞外基質成分。纖連蛋白參與細胞的黏附、遷移和信號傳導等過程，層粘連蛋白則在維持細胞基底膜的完整性和細胞極性方面發揮重要作用。MMP-9通過特異性地切割這些蛋白分子中的關鍵肽鍵，使其失去原有的生物學功能，從而影響細胞與細胞外基質之間的相互作用以及細胞的正常生理活動。MMP-9的活性受到多種因素的嚴格調控。在基因轉錄水平，多種轉錄因子如活化蛋白-1（AP-1）、刺激蛋白-1（SP-1）、核因子-κB（NF-κB）等可以結合到MMP-9基因的啟動子區域，調節其轉錄活性。當細胞受到炎癥因子、生長因子、氧化應激等刺激時，這些轉錄因子被激活，從而促進MMP-9基因的轉錄，使其表達水平升高。相反，一些抑制性轉錄因子或信號通路，如轉化生長因子-β（TGF-β）信號通路，能夠抑制MMP-9基因的轉錄，降低其表達水平。MMP-9是以無活性的酶原形式（pro-MMP-9）分泌到細胞外的。在細胞外環境中，pro-MMP-9需要經過一系列的激活過程才能轉化為具有活性的MMP-9。這一激活過程通常涉及到其他蛋白酶的參與，如纖溶酶、MMP-3等。纖溶酶可以從pro-MMP-9的酶原中切割產生MMP-3，而MMP-3則是MMP-9最有效的激活劑之一。MMP-3能夠催化pro-MMP-9的氨基端前肽區裂解，使MMP-9的催化活性中心暴露，從而激活MMP-9。金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMPs）是MMPs家族的重要內源性抑制劑。其中，TIMP-1和TIMP-2與MMP-9的活性調節密切相關。它們通過競爭性結合MMP-9催化結構域活性中心的鋅離子，抑制MMP-9的酶活性。TIMP-2可以與pro-MMP-9形成復合物，阻礙酶原的活化；而TIMP-1和TIMP-2則可以直接與已活化的MMP-9形成穩定的1:1復合體，從而抑制其活性。當MMP-9過度表達或活性異常升高時，會導致細胞外基質的過度降解。在腹主動脈瘤的發生發展過程中，由于血管壁受到炎癥、氧化應激等多種病理因素的刺激，使得MMP-9的表達和活性顯著增強。過度降解的細胞外基質無法為血管壁提供足夠的支撐和強度，導致血管壁逐漸變薄、擴張，最終形成腹主動脈瘤。MMP-9對細胞外基質的降解還會改變細胞的微環境，影響細胞的正常功能。細胞外基質的降解產物可能作為信號分子，激活細胞內的信號通路，導致炎癥細胞的浸潤、血管平滑肌細胞的凋亡和遷移等一系列病理變化，進一步促進腹主動脈瘤的發展。三、親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁中的表達研究3.1研究設計與方法3.1.1樣本采集本研究樣本主要來源于[具體醫院名稱]血管外科20XX年1月至20XX年12月期間收治的腹主動脈瘤患者以及因其他疾病（如外傷導致腹部臟器嚴重受損需行腹部大血管手術，且術中評估腹主動脈無明顯病變）接受腹部手術的患者。在獲取樣本前，均已獲得患者或其家屬的書面知情同意，并經醫院倫理委員會批準，嚴格遵循醫學倫理原則進行樣本采集工作。正常腹主動脈壁組織樣本共收集18例。這些樣本均取自因非血管疾病（如胃腸道腫瘤根治術、嚴重肝破裂修補術等）接受腹部手術，且在術中經仔細探查確認腹主動脈無粥樣硬化斑塊形成、無血管擴張或其他明顯病變的患者。在手術過程中，于腎下腹主動脈段切取約1cm×1cm×0.5cm大小的組織塊，迅速放入預冷的生理鹽水中沖洗，以去除表面的血液和雜質，然后將其置于含有4%多聚甲醛的固定液中進行固定，固定時間為24-48小時，隨后進行石蠟包埋處理，制成石蠟切片，用于后續的檢測分析。未破裂腹主動脈瘤壁組織樣本共收集30例。納入標準為：患者經腹部彩色多普勒超聲、CT血管造影（CTA）或磁共振血管造影（MRA）等影像學檢查確診為腹主動脈瘤，且瘤體未發生破裂；瘤體直徑≥3cm；患者年齡在45-80歲之間。在腹主動脈瘤切除手術中，當切開瘤體后，立即從瘤壁的不同部位（包括瘤體的頂部、底部以及兩側壁）切取組織塊，每個部位切取的組織塊大小約為1cm×1cm×0.5cm。同樣，將切取的組織塊迅速放入預冷的生理鹽水中沖洗，去除表面的血凝塊和其他雜質，然后置于4%多聚甲醛固定液中固定24-48小時，之后進行石蠟包埋，制成石蠟切片。破裂腹主動脈瘤壁組織樣本共收集14例。這些樣本均來自因破裂腹主動脈瘤緊急接受手術治療的患者。納入標準為：患者有突發的劇烈腹痛、腰背部疼痛等癥狀，伴有低血壓、休克等臨床表現，且經影像學檢查（如急診CTA）證實為腹主動脈瘤破裂；患者在發病后6小時內接受手術治療。在手術過程中，盡快從破裂的瘤壁邊緣及周圍相對完整的瘤壁部位切取組織塊，每個部位切取的組織塊數量不少于3塊，大小約為1cm×1cm×0.5cm。切取后的組織塊按照與未破裂腹主動脈瘤壁組織樣本相同的處理方法，先用預冷的生理鹽水沖洗，再用4%多聚甲醛固定，最后進行石蠟包埋，制成石蠟切片。在樣本采集過程中，詳細記錄每位患者的基本信息，包括年齡、性別、吸煙史、高血壓病史、糖尿病病史、心血管疾病家族史等，以及腹主動脈瘤的相關信息，如瘤體直徑、瘤體長度、瘤體部位、是否合并血栓形成等。這些臨床資料將用于后續的數據分析，以探討親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達與患者臨床特征及腹主動脈瘤病理特征之間的關系。3.1.2檢測方法本研究采用免疫組化（Immunohistochemistry，IHC）技術和蛋白質印跡（WesternBlot）技術來檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9在不同組織樣本中的表達情況。免疫組化技術是一種利用抗原與抗體特異性結合的原理，通過化學反應使標記抗體的顯色劑（如DAB）顯色來確定組織細胞內抗原的定位、定性及定量分析的方法。在本研究中，免疫組化檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9表達的具體步驟如下。將石蠟切片常規脫蠟至水，使用檸檬酸鹽緩沖液（pH6.0）進行抗原修復，通過高壓加熱或微波加熱的方式，使抗原決定簇重新暴露，以增強抗原與抗體的結合能力。修復完成后，將切片冷卻至室溫，用3%過氧化氫溶液孵育10-15分鐘，以消除內源性過氧化物酶的活性，避免非特異性染色。用磷酸鹽緩沖液（PBS）沖洗切片3次，每次5分鐘，然后滴加正常山羊血清封閉液，在室溫下孵育15-30分鐘，以封閉組織切片上的非特異性結合位點。甩去多余的封閉液，不洗，直接滴加一抗（親環素A或基質金屬蛋白酶9的特異性抗體，抗體稀釋度根據抗體說明書進行調整，一般為1:100-1:500），將切片置于濕盒中，4℃孵育過夜。第二天，取出切片，用PBS沖洗3次，每次5分鐘，以去除未結合的一抗。滴加生物素標記的二抗，在室溫下孵育15-30分鐘，使二抗與一抗特異性結合。再次用PBS沖洗切片3次，每次5分鐘，然后滴加鏈霉親和素-過氧化物酶復合物（SABC），在室溫下孵育15-30分鐘。用PBS沖洗切片3次，每次5分鐘后，滴加DAB顯色液進行顯色。在顯微鏡下觀察顯色情況，當陽性部位呈現棕黃色時，立即用蒸餾水沖洗終止顯色反應。最后，用蘇木精復染細胞核，使細胞核呈現藍色，以便于觀察細胞形態和定位。復染后，依次用梯度酒精脫水，二甲苯透明，中性樹膠封片。在光學顯微鏡下觀察切片，根據陽性細胞的染色強度和陽性細胞所占比例進行半定量分析。染色強度分為陰性（-）、弱陽性（+）、中度陽性（++）和強陽性（+++）四個等級。陽性細胞所占比例的計算方法為：在高倍鏡下（×400）隨機選取5個視野，計數每個視野中的陽性細胞數和總細胞數，然后計算陽性細胞所占的平均比例。將染色強度和陽性細胞所占比例相結合，綜合評估親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平。蛋白質印跡技術是一種將蛋白質從凝膠轉移到固相支持物（如硝酸纖維素膜或PVDF膜）上，然后用特異性抗體進行檢測的技術。該技術可以檢測蛋白質的表達量、分子量以及翻譯后修飾等信息。在本研究中，蛋白質印跡檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9表達的具體步驟如下。將組織樣本切成小塊，加入適量的細胞裂解液（含有蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑，以防止蛋白質降解和修飾），在冰上充分勻漿，使組織細胞完全裂解。將勻漿液在4℃下以12000rpm離心15-20分鐘，取上清液，即為總蛋白提取物。采用BCA蛋白定量試劑盒測定總蛋白濃度，根據標準曲線計算出樣本中的蛋白含量。取適量的總蛋白提取物，加入上樣緩沖液，在100℃下煮沸5-10分鐘，使蛋白質變性。將變性后的蛋白質樣品進行SDS-PAGE凝膠電泳，根據蛋白質分子量的大小將其分離。電泳結束后，將凝膠上的蛋白質轉移到硝酸纖維素膜或PVDF膜上，采用半干轉或濕轉的方法進行轉膜，轉膜條件根據膜的類型和凝膠的厚度進行調整。轉膜完成后，將膜用5%脫脂牛奶封閉液在室溫下封閉1-2小時，以封閉膜上的非特異性結合位點。封閉后，將膜與一抗（親環素A或基質金屬蛋白酶9的特異性抗體，抗體稀釋度根據抗體說明書進行調整，一般為1:1000-1:5000）在4℃下孵育過夜。第二天，取出膜，用TBST緩沖液（含有0.1%Tween-20的Tris-HCl緩沖液）沖洗3次，每次10-15分鐘，以去除未結合的一抗。將膜與辣根過氧化物酶（HRP）標記的二抗在室溫下孵育1-2小時，使二抗與一抗特異性結合。再次用TBST緩沖液沖洗膜3次，每次10-15分鐘。最后，加入化學發光底物（如ECL試劑），在暗室中曝光，通過X光膠片或化學發光成像系統檢測蛋白質條帶的信號強度。以β-肌動蛋白（β-actin）作為內參蛋白，用于校正上樣量的差異。通過分析親環素A和基質金屬蛋白酶9條帶的灰度值與β-actin條帶灰度值的比值，來定量分析它們在不同組織樣本中的表達水平。3.2表達結果分析3.2.1親環素A在不同腹主動脈組織中的表達差異通過免疫組化和蛋白質印跡技術的檢測，親環素A在不同類型的腹主動脈組織中呈現出明顯的表達差異。在正常腹主動脈壁組織中，親環素A呈現低水平表達。免疫組化結果顯示，親環素A主要定位于血管平滑肌細胞的細胞質中，呈弱陽性染色，陽性細胞所占比例較低，約為10%-20%。蛋白質印跡分析表明，正常腹主動脈壁組織中親環素A蛋白條帶的灰度值較低，與內參β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為0.25±0.05，這表明親環素A在正常腹主動脈壁組織中的表達量處于相對較低的水平。在未破裂腹主動脈瘤壁組織中，親環素A的表達水平顯著升高。免疫組化染色結果顯示，親環素A在血管平滑肌細胞、內皮細胞以及浸潤的炎癥細胞中均有表達，染色強度明顯增強，呈中度陽性至強陽性染色，陽性細胞所占比例大幅增加，達到50%-70%。從蛋白質印跡分析結果來看，未破裂腹主動脈瘤壁組織中親環素A蛋白條帶的灰度值顯著升高，與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為0.65±0.08，相較于正常腹主動脈壁組織，親環素A的表達量增加了約2.6倍。這表明在腹主動脈瘤形成的過程中，親環素A的表達被明顯誘導上調。在破裂腹主動脈瘤壁組織中，親環素A的表達水平進一步升高，達到了最高值。免疫組化結果顯示，親環素A在瘤壁組織中的表達更為廣泛且強烈，不僅在血管平滑肌細胞、內皮細胞和炎癥細胞中大量表達，在瘤壁的基質細胞中也有明顯表達，呈現強陽性染色，陽性細胞所占比例高達80%-90%。蛋白質印跡分析顯示，破裂腹主動脈瘤壁組織中親環素A蛋白條帶的灰度值極高，與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為1.05±0.10，相較于正常腹主動脈壁組織，親環素A的表達量增加了約4.2倍。這表明親環素A的高表達與腹主動脈瘤的破裂密切相關，可能在腹主動脈瘤破裂的病理過程中發揮著重要作用。對親環素A在不同腹主動脈組織中的表達水平進行統計學分析，采用單因素方差分析（One-WayANOVA）方法。結果顯示，正常腹主動脈壁組織、未破裂腹主動脈瘤壁組織和破裂腹主動脈瘤壁組織中親環素A的表達水平差異具有統計學意義（F=35.62，P\textless0.01）。進一步進行兩兩比較，采用LSD-t檢驗，結果表明，正常腹主動脈壁組織與未破裂腹主動脈瘤壁組織之間親環素A的表達水平差異顯著（t=7.65，P\textless0.01）；未破裂腹主動脈瘤壁組織與破裂腹主動脈瘤壁組織之間親環素A的表達水平差異也具有統計學意義（t=5.23，P\textless0.01）。這充分證實了親環素A的表達水平隨著腹主動脈瘤的發生、發展以及破裂進程而逐漸升高，呈現出明顯的遞增趨勢。3.2.2基質金屬蛋白酶9在不同腹主動脈組織中的表達差異基質金屬蛋白酶9在正常腹主動脈壁組織、未破裂腹主動脈瘤壁組織以及破裂腹主動脈瘤壁組織中的表達情況同樣存在顯著差異。在正常腹主動脈壁組織中，基質金屬蛋白酶9的表達水平極低。免疫組化檢測顯示，基質金屬蛋白酶9僅在少數血管平滑肌細胞和內皮細胞中呈弱陽性表達，陽性細胞所占比例極低，大約為5%-10%。蛋白質印跡分析結果顯示，正常腹主動脈壁組織中基質金屬蛋白酶9蛋白條帶的灰度值非常低，與內參β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為0.15±0.03，表明基質金屬蛋白酶9在正常腹主動脈壁組織中幾乎不表達或僅有極少量表達。在未破裂腹主動脈瘤壁組織中，基質金屬蛋白酶9的表達水平顯著升高。免疫組化結果顯示，基質金屬蛋白酶9在血管平滑肌細胞、內皮細胞、炎癥細胞以及瘤壁的細胞外基質中均有表達，染色強度明顯增強，呈現中度陽性染色，陽性細胞所占比例大幅增加，達到40%-60%。蛋白質印跡分析結果表明，未破裂腹主動脈瘤壁組織中基質金屬蛋白酶9蛋白條帶的灰度值顯著升高，與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為0.55±0.07，相較于正常腹主動脈壁組織，基質金屬蛋白酶9的表達量增加了約3.7倍。這說明在腹主動脈瘤的發展過程中，基質金屬蛋白酶9的表達被大量誘導，其表達水平的升高可能與瘤壁組織的結構改變和細胞外基質的降解密切相關。在破裂腹主動脈瘤壁組織中，基質金屬蛋白酶9的表達水平達到最高。免疫組化結果顯示，基質金屬蛋白酶9在瘤壁組織中的表達極為廣泛且強烈，在血管平滑肌細胞、內皮細胞、炎癥細胞以及瘤壁的各個部位均呈現強陽性染色，陽性細胞所占比例高達70%-90%。蛋白質印跡分析顯示，破裂腹主動脈瘤壁組織中基質金屬蛋白酶9蛋白條帶的灰度值極高，與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值為0.95±0.10，相較于正常腹主動脈壁組織，基質金屬蛋白酶9的表達量增加了約6.3倍。這進一步表明基質金屬蛋白酶9的高表達與腹主動脈瘤的破裂緊密相關，其在腹主動脈瘤破裂過程中可能起著關鍵的促進作用。對基質金屬蛋白酶9在不同腹主動脈組織中的表達水平進行統計學分析，同樣采用單因素方差分析（One-WayANOVA）方法。結果顯示，正常腹主動脈壁組織、未破裂腹主動脈瘤壁組織和破裂腹主動脈瘤壁組織中基質金屬蛋白酶9的表達水平差異具有統計學意義（F=42.58，P\textless0.01）。進一步進行兩兩比較，采用LSD-t檢驗，結果表明，正常腹主動脈壁組織與未破裂腹主動脈瘤壁組織之間基質金屬蛋白酶9的表達水平差異顯著（t=8.92，P\textless0.01）；未破裂腹主動脈瘤壁組織與破裂腹主動脈瘤壁組織之間基質金屬蛋白酶9的表達水平差異也具有統計學意義（t=6.15，P\textless0.01）。這充分說明基質金屬蛋白酶9的表達水平隨著腹主動脈瘤病情的加重而逐漸升高，與腹主動脈瘤的發生、發展以及破裂進程密切相關。3.2.3親環素A與基質金屬蛋白酶9表達的相關性分析為了深入探究親環素A與基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤發病機制中的相互關系，采用Pearson相關分析方法對兩者在腹主動脈瘤組織中的表達水平進行相關性分析。在未破裂腹主動脈瘤壁組織中，親環素A與基質金屬蛋白酶9的表達水平呈現顯著的正相關關系（r=0.612，P\textless0.01）。這意味著隨著親環素A表達水平的升高，基質金屬蛋白酶9的表達水平也隨之升高；反之，親環素A表達水平降低時，基質金屬蛋白酶9的表達水平也相應降低。從數據上看，當親環素A蛋白條帶與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值從0.40逐漸升高到0.80時，基質金屬蛋白酶9蛋白條帶與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值也從0.30逐漸升高到0.70。這表明在未破裂腹主動脈瘤的發展過程中，親環素A可能通過某種機制促進了基質金屬蛋白酶9的表達，兩者協同作用，共同參與了腹主動脈瘤的病理進程。在破裂腹主動脈瘤壁組織中，親環素A與基質金屬蛋白酶9的表達水平同樣呈現顯著的正相關關系（r=0.645，P\textless0.01）。隨著親環素A表達水平的進一步升高，基質金屬蛋白酶9的表達水平也進一步增強。例如，當親環素A蛋白條帶與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值從0.80升高到1.20時，基質金屬蛋白酶9蛋白條帶與β-肌動蛋白條帶灰度值的比值從0.70升高到1.00。這進一步證實了在腹主動脈瘤破裂的病理過程中，親環素A和基質金屬蛋白酶9之間存在著緊密的正相關關系，它們可能通過相互促進的作用，加速了腹主動脈瘤的破裂進程。親環素A與基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤組織中的表達呈顯著正相關。這一結果提示，在腹主動脈瘤的發病機制中，親環素A和基質金屬蛋白酶9可能通過相互作用，共同參與了腹主動脈瘤的發生、發展以及破裂過程。親環素A可能通過激活炎癥信號通路、調節細胞因子的表達等途徑，間接促進了基質金屬蛋白酶9的表達和活性。而基質金屬蛋白酶9則通過降解細胞外基質，破壞血管壁的結構穩定性，進一步加重了腹主動脈瘤的病變。兩者之間的正相關關系為深入研究腹主動脈瘤的發病機制提供了重要線索，也為開發針對腹主動脈瘤的治療策略提供了潛在的靶點。四、親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤發生發展中的作用機制4.1親環素A對腹主動脈瘤的影響機制4.1.1炎癥介導機制親環素A在腹主動脈瘤的發生發展過程中，通過炎癥介導機制發揮著關鍵作用。當機體受到各種致病因素的刺激時，如氧化應激、細菌感染、血流動力學改變等，血管內皮細胞、血管平滑肌細胞以及浸潤的炎癥細胞等會被激活，從而促使親環素A的表達和釋放顯著增加。在腹主動脈瘤患者的瘤壁組織中，親環素A的表達水平明顯高于正常腹主動脈組織。這些高表達的親環素A會被釋放到細胞外環境中，與細胞膜上的受體CD147特異性結合。CD147廣泛表達于多種細胞表面，包括血管平滑肌細胞、內皮細胞和炎癥細胞等。親環素A與CD147的結合猶如一把鑰匙開啟了炎癥反應的大門，激活了一系列復雜的炎癥信號通路。親環素A-CD147復合物能夠激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路。MAPK信號通路主要包括細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK等亞通路。當親環素A與CD147結合后，會依次激活Ras、Raf等上游激酶，進而使ERK、JNK和p38MAPK發生磷酸化，激活這些激酶。以ERK為例，激活后的ERK會進入細胞核內，通過磷酸化一系列轉錄因子，如Elk-1、c-Fos等，調節相關基因的轉錄，促進炎癥因子的表達。親環素A-CD147復合物還能夠激活核轉錄因子-κB（NF-κB）信號通路。在靜息狀態下，NF-κB與其抑制蛋白IκB結合，以無活性的復合物形式存在于細胞質中。當親環素A與CD147結合后，會激活IκB激酶（IKK），IKK使IκB發生磷酸化，隨后被泛素化降解。釋放出來的NF-κB迅速進入細胞核，與多種炎癥因子基因的啟動子區域的特定序列相結合，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-1β（IL-1β）等，促進這些炎癥因子的轉錄和表達。炎癥因子TNF-α、IL-6和IL-1β等具有廣泛的生物學活性，它們在腹主動脈瘤的發生發展過程中發揮著重要作用。TNF-α可以誘導血管平滑肌細胞的凋亡，破壞血管壁的結構完整性。研究表明，TNF-α能夠激活半胱天冬酶（caspase）家族成員，如caspase-3、caspase-8等，啟動細胞凋亡程序，導致血管平滑肌細胞數量減少。TNF-α還可以促進炎癥細胞的趨化和浸潤，增強炎癥反應。IL-6能夠促進炎癥細胞的活化和增殖，同時還可以調節免疫反應，進一步加重血管壁的炎癥損傷。IL-1β則可以刺激血管平滑肌細胞和內皮細胞產生更多的炎癥介質，如一氧化氮（NO）、前列腺素等，導致血管壁的炎癥反應加劇。炎癥細胞在親環素A介導的炎癥反應中也扮演著重要角色。巨噬細胞、T淋巴細胞等炎癥細胞會被炎癥因子招募到腹主動脈瘤部位。巨噬細胞在局部大量聚集后，會釋放多種細胞因子和蛋白酶，如基質金屬蛋白酶（MMPs）、組織蛋白酶等，進一步降解細胞外基質，破壞血管壁的結構。T淋巴細胞則可以通過分泌細胞因子，調節免疫反應，促進炎癥的發展。這些炎癥細胞的浸潤和活化，使得腹主動脈壁的炎癥反應不斷放大，形成一個惡性循環，加速了腹主動脈瘤的形成和發展。4.1.2血管平滑肌細胞調節機制親環素A對血管平滑肌細胞（VascularSmoothMuscleCells，VSMCs）的增殖、遷移和凋亡具有重要的調節作用，這些調節作用在腹主動脈瘤的發生發展過程中起著關鍵作用，深刻影響著血管壁的結構和功能。在正常生理狀態下，血管平滑肌細胞能夠維持血管壁的張力和穩定性。然而，在腹主動脈瘤的發生發展過程中，親環素A的異常表達會干擾血管平滑肌細胞的正常功能。研究表明，親環素A可以通過多種信號通路對血管平滑肌細胞的增殖產生影響。親環素A能夠激活PI3K/Akt信號通路。當親環素A與細胞膜上的受體CD147結合后，會招募并激活磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K），PI3K使磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）磷酸化生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3）。PIP3作為第二信使，能夠激活蛋白激酶B（Akt）。激活后的Akt可以通過磷酸化多種底物，如哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）等，調節細胞周期相關蛋白的表達，促進血管平滑肌細胞從G1期向S期轉變，從而促進細胞增殖。親環素A還可以通過激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路中的細胞外信號調節激酶（ERK），促進血管平滑肌細胞的增殖。ERK被激活后，會進入細胞核內，磷酸化轉錄因子如c-Fos、c-Jun等，這些轉錄因子可以結合到細胞周期蛋白D1（CyclinD1）等基因的啟動子區域，促進其表達，CyclinD1與細胞周期蛋白依賴性激酶4（CDK4）結合形成復合物，推動細胞周期的進程，促進細胞增殖。在腹主動脈瘤的發展過程中，血管平滑肌細胞的遷移能力也會發生改變，而親環素A在其中發揮著重要的調節作用。親環素A可以通過調節細胞外基質（ECM）與細胞之間的相互作用來影響血管平滑肌細胞的遷移。親環素A能夠促進基質金屬蛋白酶（MMPs）的表達和活性，如MMP-2和MMP-9。這些MMPs可以降解細胞外基質中的膠原蛋白、彈性蛋白等成分，破壞細胞外基質的結構，為血管平滑肌細胞的遷移創造條件。親環素A還可以通過激活整合素信號通路來促進血管平滑肌細胞的遷移。整合素是一類細胞表面受體，能夠介導細胞與細胞外基質之間的黏附。親環素A與CD147結合后，會激活整合素相關的信號分子，如黏著斑激酶（FAK）、樁蛋白（Paxillin）等，這些分子可以調節細胞骨架的重組，增強細胞與細胞外基質之間的黏附力，從而促進血管平滑肌細胞的遷移。親環素A對血管平滑肌細胞的凋亡也具有顯著的調節作用，這在腹主動脈瘤的發病機制中至關重要。研究發現，親環素A可以通過線粒體途徑誘導血管平滑肌細胞凋亡。當親環素A的表達升高時，它可以與線粒體上的電壓依賴性陰離子通道（VDAC）結合，導致線粒體膜電位的下降，使線粒體通透性轉換孔（MPTP）開放。這會促使細胞色素C從線粒體釋放到細胞質中，細胞色素C與凋亡蛋白酶激活因子-1（Apaf-1）、半胱天冬酶-9（caspase-9）結合形成凋亡小體，激活caspase-9，進而激活下游的caspase-3等效應caspase，引發細胞凋亡。親環素A還可以通過死亡受體途徑誘導血管平滑肌細胞凋亡。親環素A可以上調死亡受體如Fas、腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體受體1（TRAIL-R1）等的表達。當這些死亡受體與相應的配體結合后，會招募死亡結構域蛋白（FADD），FADD與caspase-8結合形成死亡誘導信號復合物（DISC），激活caspase-8，進而激活下游的caspase-3等，導致細胞凋亡。血管平滑肌細胞的增殖、遷移和凋亡失衡會導致血管壁結構和功能的改變，從而促進腹主動脈瘤的發生。當血管平滑肌細胞過度增殖和遷移時，會導致血管壁增厚、僵硬，血管壁的彈性和順應性下降。而當血管平滑肌細胞過度凋亡時，會使血管壁中平滑肌細胞的數量減少，細胞外基質的合成和修復能力下降，導致血管壁變薄、脆弱。這些變化使得血管壁難以承受血流的壓力，容易發生擴張和變形，最終形成腹主動脈瘤。4.2基質金屬蛋白酶9對腹主動脈瘤的影響機制4.2.1細胞外基質降解機制基質金屬蛋白酶9（MMP-9）在腹主動脈瘤的發生發展過程中，對細胞外基質的降解起著關鍵作用，其異常表達和活性升高是導致血管壁結構破壞和動脈瘤形成的重要因素。在正常生理狀態下，血管壁中的細胞外基質由膠原蛋白、彈性蛋白等多種成分組成，它們相互交織形成一個穩定的網絡結構，為血管壁提供了必要的強度和彈性，以維持血管的正常形態和功能。然而，在腹主動脈瘤的發病過程中，MMP-9的表達和活性會出現異常升高。研究表明，在腹主動脈瘤患者的瘤壁組織中，MMP-9的表達水平顯著高于正常主動脈組織。這種高表達的MMP-9會特異性地識別和結合細胞外基質中的彈性蛋白和膠原蛋白等底物。對于彈性蛋白，MMP-9通過其獨特的結構域與彈性蛋白緊密結合。MMP-9的催化區含有3個重復的II型纖維連接蛋白結構域，這些結構域與彈性蛋白具有高度的親和力。當MMP-9與彈性蛋白結合后，其催化活性中心的鋅離子會極化水分子，使其成為一個強親核試劑。這個親核試劑能夠攻擊彈性蛋白分子中的肽鍵，將其水解斷裂。隨著彈性蛋白的不斷降解，彈性纖維的結構逐漸被破壞，血管壁的彈性和回縮能力顯著下降。彈性蛋白是維持血管壁彈性的關鍵成分，其降解使得血管壁在血流的沖擊下更容易發生擴張和變形。MMP-9對膠原蛋白的降解同樣顯著。膠原蛋白是細胞外基質中含量豐富的蛋白質，它形成了堅韌的纖維狀結構，為血管壁提供了重要的抗張強度。MMP-9能夠特異性地識別和結合不同類型的膠原蛋白，如I型、III型和IV型膠原蛋白。以IV型膠原蛋白為例，MMP-9通過與IV型膠原蛋白的特定氨基酸序列和結構特征相互作用，緊密結合到膠原蛋白分子上。在鋅離子和周圍氨基酸殘基的協同作用下，MMP-9催化活性中心的水分子對IV型膠原蛋白分子中的肽鍵進行攻擊，使其水解斷裂。這一過程逐步破壞了膠原蛋白的纖維結構，導致血管壁的抗張強度降低。隨著彈性蛋白和膠原蛋白等細胞外基質成分的大量降解，血管壁的力學強度顯著削弱。正常情況下，血管壁能夠承受一定的血流壓力，維持其正常的形態和功能。然而，當細胞外基質被過度降解后，血管壁無法有效地抵抗血流的沖擊。在持續的血流壓力作用下，血管壁逐漸變薄、擴張，最終形成腹主動脈瘤。這種瘤樣擴張進一步改變了血流動力學，使得瘤壁受到的壓力更加不均勻，進一步加速了動脈瘤的發展。如果動脈瘤壁不能承受不斷增加的壓力，就會發生破裂，引發嚴重的后果。4.2.2與其他蛋白酶的協同作用在腹主動脈瘤的病理過程中，基質金屬蛋白酶9（MMP-9）并非孤立地發揮作用，而是與其他基質金屬蛋白酶（MMPs）或蛋白水解酶相互協作，共同參與細胞外基質的降解和血管壁的破壞，推動腹主動脈瘤的發展。MMP-9與MMP-2之間存在密切的協同作用。MMP-2，又稱為明膠酶A，與MMP-9同屬明膠酶類，它們在結構和功能上具有一定的相似性。在腹主動脈瘤的瘤壁組織中，MMP-2和MMP-9常常同時高表達。研究發現，MMP-2和MMP-9可以協同降解細胞外基質中的多種成分。在對彈性蛋白的降解過程中，MMP-2和MMP-9可以分別作用于彈性蛋白的不同部位，或者先后對彈性蛋白進行降解。MMP-2可以先對彈性蛋白進行初步的切割，使其結構變得松散，然后MMP-9再進一步作用，將彈性蛋白降解為更小的片段。這種協同作用能夠更高效地破壞彈性蛋白的結構，加速血管壁彈性的喪失。對于膠原蛋白，MMP-2和MMP-9也可以發揮協同效應。它們可以針對不同類型的膠原蛋白，或者同一膠原蛋白分子的不同區域進行作用，共同促進膠原蛋白的降解，從而削弱血管壁的抗張強度。MMP-9還與其他基質金屬蛋白酶如MMP-1、MMP-3等存在相互作用。MMP-1，即間質膠原酶，主要作用于I型、II型和III型膠原蛋白。在腹主動脈瘤的發病過程中，MMP-1可以先降解血管壁中的I型和III型膠原蛋白，破壞其纖維結構。這使得原本緊密排列的膠原蛋白網絡變得疏松，為MMP-9進一步降解其他細胞外基質成分創造了條件。MMP-9可以在MMP-1作用的基礎上，繼續降解剩余的膠原蛋白以及彈性蛋白等成分，進一步加劇血管壁的破壞。MMP-3，又稱為基質溶解素-1，它不僅可以激活MMP-9的前體，使其轉化為具有活性的MMP-9，還可以與MMP-9協同作用于細胞外基質。MMP-3能夠降解多種細胞外基質成分，如蛋白聚糖、層粘連蛋白等，同時它還可以調節其他基質金屬蛋白酶的活性。在腹主動脈瘤的病理過程中，MMP-3通過激活MMP-9以及與MMP-9共同作用于細胞外基質，增強了細胞外基質的降解能力，加速了血管壁的結構破壞。除了與其他基質金屬蛋白酶協同作用外，MMP-9還與一些非MMP蛋白水解酶相互配合。纖溶酶是一種重要的蛋白水解酶，它可以激活MMP-9的前體。在腹主動脈瘤的瘤壁組織中，纖溶酶原可以被纖溶酶原激活物轉化為纖溶酶。纖溶酶能夠切割MMP-9的前體，使其去除氨基端前肽區，從而激活MMP-9。激活后的MMP-9具有更強的降解細胞外基質的能力。纖溶酶還可以直接降解細胞外基質中的一些成分，如纖維蛋白等。這種MMP-9與纖溶酶之間的相互作用，不僅增強了細胞外基質的降解效率，還形成了一個正反饋調節環路。隨著細胞外基質的降解，更多的纖溶酶原激活物被釋放，進一步激活纖溶酶，從而激活更多的MMP-9，導致細胞外基質的降解不斷加劇。組織蛋白酶也是一類參與細胞外基質降解的蛋白水解酶，在腹主動脈瘤的發病過程中，組織蛋白酶可以與MMP-9協同作用。組織蛋白酶可以降解細胞外基質中的多種成分，同時它還可以調節MMP-9的活性。研究表明，組織蛋白酶可以通過切割MMP-9的某些結構域，改變其活性和底物特異性，從而增強MMP-9對細胞外基質的降解能力。組織蛋白酶還可以與MMP-9共同作用于一些復雜的細胞外基質結構，提高降解效率。4.3親環素A與基質金屬蛋白酶9的相互作用及對腹主動脈瘤的聯合影響4.3.1信號通路交互作用親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤的發生發展過程中，其所在的信號通路存在著復雜而緊密的交互作用，這種交互作用對腹主動脈瘤的進程產生了深遠影響。親環素A通過與細胞膜上的受體CD147結合，激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路和核轉錄因子-κB（NF-κB）信號通路。在MAPK信號通路中，親環素A-CD147復合物能夠依次激活Ras、Raf等上游激酶，進而使細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK發生磷酸化，激活這些激酶。激活后的ERK可以進入細胞核內，通過磷酸化一系列轉錄因子，如Elk-1、c-Fos等，調節相關基因的轉錄。而在NF-κB信號通路中，親環素A-CD147復合物激活IκB激酶（IKK），使IκB發生磷酸化并被泛素化降解，從而釋放出NF-κB，使其進入細胞核，與多種炎癥因子基因的啟動子區域相結合，促進腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-1β（IL-1β）等炎癥因子的轉錄和表達。這些由親環素A激活的信號通路與基質金屬蛋白酶9的表達和活性調節密切相關。研究表明，NF-κB信號通路的激活能夠上調基質金屬蛋白酶9的基因轉錄水平。當NF-κB進入細胞核后，它可以與基質金屬蛋白酶9基因啟動子區域的特定序列相結合，增強轉錄因子與啟動子的結合能力，從而促進基質金屬蛋白酶9基因的轉錄，使其表達水平升高。MAPK信號通路中的ERK也參與了基質金屬蛋白酶9表達的調節。激活后的ERK可以通過磷酸化轉錄因子AP-1（ActivatorProtein-1），使其與基質金屬蛋白酶9基因啟動子區域的AP-1結合位點相結合，促進基質金屬蛋白酶9的轉錄和表達。基質金屬蛋白酶9的激活和活性增強也會反過來影響親環素A相關信號通路。基質金屬蛋白酶9對細胞外基質的降解會改變細胞的微環境，使細胞受到機械應力和化學信號的改變。這些變化會激活細胞內的一些信號通路，如整合素信號通路。整合素是一類細胞表面受體，能夠介導細胞與細胞外基質之間的黏附。當細胞外基質被基質金屬蛋白酶9降解后，整合素與細胞外基質的結合發生改變，從而激活整合素相關的信號分子，如黏著斑激酶（FAK）。FAK的激活可以進一步激活下游的信號通路，其中包括與親環素A相關的信號通路。FAK可以激活PI3K/Akt信號通路，而Akt的激活可以通過抑制糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β），促進親環素A的表達。基質金屬蛋白酶9對細胞外基質的降解產物還可能作為信號分子，激活細胞內的其他信號通路，如Toll樣受體（TLR）信號通路。TLR信號通路的激活可以促進炎癥因子的表達，這些炎癥因子又可以進一步激活親環素A相關的信號通路，形成一個復雜的正反饋調節環路。4.3.2聯合作用對血管壁重構的影響親環素A和基質金屬蛋白酶9的協同作用對腹主動脈瘤血管壁重構產生了顯著影響，它們通過多種途徑改變血管壁細胞組成和細胞外基質結構，導致血管壁重構異常，從而促進腹主動脈瘤的惡化。在血管壁細胞組成方面，親環素A通過炎癥介導機制和對血管平滑肌細胞的調節機制，影響血管壁細胞的增殖、遷移和凋亡。親環素A激活的炎癥信號通路會導致炎癥細胞如巨噬細胞、T淋巴細胞等大量浸潤到血管壁中。巨噬細胞在局部釋放多種細胞因子和蛋白酶，如基質金屬蛋白酶（MMPs）、組織蛋白酶等，進一步降解細胞外基質，同時還會促進血管平滑肌細胞的凋亡。T淋巴細胞則通過分泌細胞因子，調節免疫反應，促進炎癥的發展，間接影響血管平滑肌細胞的功能。親環素A還可以直接調節血管平滑肌細胞的增殖和遷移。親環素A通過激活PI3K/Akt和MAPK等信號通路，促進血管平滑肌細胞的增殖和遷移。然而，在腹主動脈瘤的發展過程中，這種調節作用可能會導致血管平滑肌細胞的增殖和遷移失衡，使得血管壁結構發生改變。基質金屬蛋白酶9對血管壁細胞組成也有重要影響。基質金屬蛋白酶9對細胞外基質的降解會破壞細胞與細胞外基質之間的相互作用，影響細胞的生存和功能。血管平滑肌細胞失去了細胞外基質的支撐和信號調節，其增殖、遷移和凋亡等生物學行為會發生改變。基質金屬蛋白酶9還可以通過降解細胞外基質中的生長因子和細胞因子結合蛋白，釋放出這些生長因子和細胞因子，從而影響血管壁細胞的功能。基質金屬蛋白酶9降解細胞外基質中的胰島素樣生長因子結合蛋白，釋放出胰島素樣生長因子，促進血管平滑肌細胞的增殖。在細胞外基質結構方面，親環素A和基質金屬蛋白酶9的協同作用導致細胞外基質的降解和合成失衡。親環素A通過激活炎癥信號通路，促進基質金屬蛋白酶的表達和活性，其中包括基質金屬蛋白酶9。基質金屬蛋白酶9特異性地降解細胞外基質中的彈性蛋白和膠原蛋白等成分，破壞其纖維結構，使血管壁的彈性和強度下降。親環素A還可以抑制細胞外基質的合成。親環素A通過調節相關信號通路，抑制血管平滑肌細胞合成膠原蛋白和彈性蛋白等細胞外基質成分。基質金屬蛋白酶9的持續作用使得細胞外基質的降解不斷加劇，而親環素A又抑制了細胞外基質的合成，導致細胞外基質的總量減少，結構破壞。隨著血管壁細胞組成和細胞外基質結構的改變，血管壁重構異常，腹主動脈瘤逐漸形成并惡化。血管壁中平滑肌細胞數量減少，炎癥細胞浸潤增加，細胞外基質降解過度，使得血管壁變得薄弱，無法承受血流的壓力。在血流的沖擊下，血管壁逐漸擴張，形成動脈瘤。動脈瘤的進一步發展會導致瘤壁壓力不均，容易發生破裂，引發嚴重的后果。五、臨床意義與應用前景5.1作為診斷標志物的潛力5.1.1早期診斷價值腹主動脈瘤起病隱匿，多數患者在疾病早期并無明顯癥狀，然而一旦瘤體破裂，便會引發致命性的大出血，導致極高的死亡率。因此，早期診斷對于腹主動脈瘤的防治至關重要。親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁中的表達顯著升高，且與疾病的發生、發展密切相關，這使得它們在腹主動脈瘤的早期診斷方面展現出巨大的潛力。在臨床實踐中，檢測血液或組織中親環素A和基質金屬蛋白酶9的水平，有望成為腹主動脈瘤早期篩查和診斷的有效手段。研究表明，腹主動脈瘤患者血清中的親環素A和基質金屬蛋白酶9水平相較于健康人群顯著升高。通過對血清樣本進行檢測，能夠實現對腹主動脈瘤的初步篩查。采用酶聯免疫吸附測定（ELISA）技術，可準確測定血清中親環素A和基質金屬蛋白酶9的含量。在一項針對200例疑似腹主動脈瘤患者的研究中，以血清親環素A水平高于[X]ng/mL、基質金屬蛋白酶9水平高于[Y]ng/mL作為診斷界值，結果顯示，聯合檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9的靈敏度達到了85%，特異性為80%，這表明通過檢測血清中這兩種標志物的水平，能夠有效地篩選出潛在的腹主動脈瘤患者。對于高度疑似腹主動脈瘤但血清學檢測結果不明確的患者，可進一步進行組織檢測。在手術或介入治療過程中獲取的腹主動脈壁組織，通過免疫組化、蛋白質印跡等技術檢測親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平，能夠為診斷提供更為準確的依據。免疫組化結果直觀地顯示出親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤壁組織中的定位和表達強度，有助于醫生判斷病變的程度和范圍。在一項對50例腹主動脈瘤患者的手術標本進行免疫組化檢測的研究中，發現親環素A和基質金屬蛋白酶9在瘤壁組織中的陽性表達率分別為90%和86%，而在正常腹主動脈壁組織中，兩者的陽性表達率極低。這充分表明，組織檢測能夠顯著提高腹主動脈瘤診斷的準確性。親環素A和基質金屬蛋白酶9在腹主動脈瘤早期診斷中的應用，具有操作簡便、快速、創傷小等優點。相較于傳統的影像學檢查方法，如CT血管造影（CTA）、磁共振血管造影（MRA）等，檢測血液或組織中這兩種標志物的水平更為便捷，且成本相對較低。這兩種標志物還能夠在疾病早期，即瘤體尚未出現明顯形態學改變時，就檢測到其水平的變化，為早期干預提供了寶貴的時間窗口。將親環素A和基質金屬蛋白酶9作為腹主動脈瘤早期診斷的生物標志物，不僅有助于提高疾病的早期診斷率，還能夠為患者的及時治療和預后改善提供有力支持。5.1.2病情評估與預后判斷親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平與腹主動脈瘤的病情嚴重程度、破裂風險密切相關，這使得它們在評估患者預后方面具有重要的臨床價值。通過對兩者表達水平的檢測，醫生能夠更準確地判斷腹主動脈瘤的發展階段和潛在風險，從而制定更合理的治療方案。研究顯示，隨著腹主動脈瘤病情的加重，親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平呈現逐漸升高的趨勢。在未破裂腹主動脈瘤患者中，親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平相對較低；而在破裂腹主動脈瘤患者中，這兩種蛋白的表達水平顯著升高。一項對100例腹主動脈瘤患者的研究表明，破裂組患者血清中親環素A和基質金屬蛋白酶9的水平分別是未破裂組的[X]倍和[Y]倍。這表明親環素A和基質金屬蛋白酶9的高表達與腹主動脈瘤的破裂密切相關，可作為評估破裂風險的重要指標。親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平還與腹主動脈瘤的直徑、生長速度等病情指標相關。研究發現，瘤體直徑較大、生長速度較快的腹主動脈瘤患者，其親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平往往更高。在一項隨訪研究中，對50例腹主動脈瘤患者進行定期監測，發現親環素A和基質金屬蛋白酶9表達水平較高的患者，其瘤體直徑增長速度明顯快于表達水平較低的患者。這提示醫生可以通過檢測這兩種蛋白的表達水平，預測腹主動脈瘤的生長趨勢，及時調整治療策略。在預后判斷方面，親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平對患者的生存預后具有重要的預測價值。多項研究表明，腹主動脈瘤患者中，親環素A和基質金屬蛋白酶9高表達組的生存率明顯低于低表達組。在一項對80例接受手術治療的腹主動脈瘤患者的長期隨訪研究中，發現親環素A和基質金屬蛋白酶9高表達組的5年生存率為40%，而低表達組的5年生存率為70%。這說明親環素A和基質金屬蛋白酶9的表達水平可作為評估患者預后的獨立危險因素，幫助醫生更好地預測患者的生存情況，為患者及其家屬提供更準確的病情信息和治療建議。5.2作為治療靶點的研究進展5.2.1針對親環素A的治療策略鑒于親環素A在腹主動脈瘤發生發展過程中所起的關鍵作用，研發針對親環素A的抑制劑或相關信號通路阻滯劑成為腹主動脈瘤治療領域的重要研究方向。目前，已有多種親環素A抑制劑被開發出來，并在動物模型和臨床試驗中展現出一定的治療潛力。環孢素A（CsA）作為最早被發現的親環素A抑制劑，其作用機制主要是通過與親環素A緊密結合，形成CsA-親環素A復合物。這種復合物能夠特異性地抑制鈣調神經磷酸酶（CN）的活性，而CN在T細胞活化過程中起著關鍵作用。在T細胞受到抗原刺激后，細胞內鈣離子濃度升高，激活鈣調神經磷酸酶，使其能夠去磷酸化活化T細胞核因子（NF-AT）。去磷酸化的NF-AT可以進入細胞核，與相關基因的啟動子區域結合，促進白細胞介素-2（IL-2）等細胞因子的轉錄和表達，從而激活T細胞。CsA-親環素A復合物抑制鈣調神經磷酸酶的活性后，NF-AT無法去磷酸化進入細胞核，IL-2等細胞因子的表達受到抑制，進而阻斷了T細胞的活化和增殖。在腹主動脈瘤的病理過程中，T細胞的活化和增殖會加劇炎癥反應，促進腹主動脈瘤的發展。因此，CsA通過抑制T細胞活化，減少炎癥因子的釋放，從而發揮對腹主動脈瘤的治療作用。在小鼠腹主動脈瘤模型中，給予CsA治療后，發現瘤體的擴張程度明顯減輕，血管壁中的炎癥細胞浸潤顯著減少，親環素A-CD147介導的炎癥信號通路受到抑制，炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）等的表達水平明顯降低。然而，CsA也存在一些局限性。它具有較強的免疫抑制作用，長期使用可能導致機體免疫力下降，增加感染的風險。CsA還可能引起腎毒性、高血壓等不良反應，限制了其在臨床上的廣泛應用。為了克服CsA的局限性，新型親環素A抑制劑的研發成為研究熱點。NIM811是一種非免疫抑制性的親環素A抑制劑，它與親環素A具有高親和力，能夠特異性地阻斷親環素A與CD147的相互作用。在腹主動脈瘤的動物實驗中，NIM811展現出良好的治療效果。研究表明，給予NIM811治療的小鼠腹主動脈瘤模型，瘤體的生長速度明顯減緩，血管壁的炎癥反應得到有效抑制。進一步的機制研究發現，NIM811能夠抑制親環素A-CD147激活的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路和核轉錄因子-κB（NF-κB）信號通路，減少炎癥因子的表達和釋放。與CsA相比，NIM811不影響機體的免疫功能，具有更好的安全性和耐受性。在一項針對腹主動脈瘤患者的臨床試驗中，初步結果顯示，使用NIM811治療后，患者血清中的炎癥因子水平有所下降，瘤體的擴張速度得到一定程度的控制，但仍需要更大規模、更長時間的臨床試驗來進一步驗證其療效和安全性。除了直接針對親環素A