颅内动脉瘤的发病机制及其无创治疗策略
颅内动脉瘤(IA)是导致蛛网膜下腔出血的最主要原因,其发病率和死亡率均较高。在中国,约有70%至88%的成年人存在未破裂的IA。尽管目前针对未破裂IA的治疗手段主要包括手术(如夹闭和血管内治疗),但与这些介入性手术相关的并发症及复发风险却不可忽视。因此,建立合适的无创治疗策略,特别是药物治疗,以稳定未破裂的IA并防止其进展为易于破裂的IA,显得尤为重要。
尽管已有大量研究探讨IA的形成与破裂机制,但至今仍不明确。机械应力引起的血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转化和异常的血管重塑可能与IA的发病机制密切相关。然而,机械应力如何促使VSMCs表型转化以及介导血管重塑的机制仍待进一步研究。
Stromal cell-derived factor-1α(SDF-1α)及其受体CXC趋化因子受体4(CXCR4)在多种生物学过程中发挥重要作用,这些过程包括炎症细胞趋化、血管生成、造血及神经生成等,而这些都与IA形成过程中血管重塑密切相关。有研究指出,SDF-1α能够诱导VSMCs中基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的高表达,而CXCR4拮抗剂则能够阻断SDF-1α诱导的proMMP-2反应。然而,尚未有研究确立异常血流动力学是否通过激活SDF-1α/CXCR4通路来诱导VSMCs表型转化及血管重塑。
近期,由海军军医大学附属长海医院神经外科及中国人民解放军海军医学中心神经外科的研究团队联合在《Translational Stroke Research》上发表了一篇题为《SDF-1α/CXCR4 Pathway Mediates Hemodynamics-Induced Formation of Intracranial Aneurysm by Modulating the Phenotypic Transformation of Vascular Smooth Muscle Cells》的研究论文。该团队在研究中检测了SDF-1α和CXCR4在人IA样本中的表达,并利用CXCR4受体拮抗剂(AMD3100)和外源性SDF-1α建立IA小鼠模型,以验证SDF-1α/CXCR4通路在异常血流动力学诱导的IA中的生物学作用。
实验还基于机械应力刺激探讨了人脑VSMCs中SDF-1α/CXCR4通路的激活及其下游信号转导机制。通过共培养系统,研究人员将两种细胞放置于多孔膜两侧进行培养,然后在流动腔中进行流动刺激,应用12 dynes/cm2的壁面剪应力(WSS)。细胞在不同处理条件下进行实验,以探讨SDF-1α/CXCR4信号通路与IA形成的关系。
实验结果表明,与未破裂的动脉瘤相比,破裂动脉瘤具有较低的WSS和更高的MMP-2表达。SDF-1α、CXCR4、TNF-α和MMP-2在破裂动脉瘤中的表达水平显著高于未破裂动脉瘤,而α-SMA的表达无明显差异。此外,使用计算流体动力学(CFD)分析软件进行的血流动力学分析显示,破裂动脉瘤与较低的WSS相关,而未破裂动脉瘤则具有较高的WSS (0.19 ± 0.11 vs 0.53 ± 0.18, p = 0.004)。
研究还发现,异常血流动力学可以通过激活SDF-1α/CXCR4、P38和JNK信号通路,诱导VSMCs的表型转化,从而导致IA的形成。该研究为理解IA的发病机制提供了新的视角,同时为其无创治疗策略的开发提供了新的可能方向。
在此,我们也关注到尊龙凯时在生物医疗领域的积极进展,期待其在未来的研究中能为动脉瘤及其相关疾病的治疗带来新的启示和技术支持。