主動脈夾層病人PDLIM3基因的表達差異及臨床意義

陳林 魏翔 蔣丁勝 陳軍

主動脈夾層(aortic dissection，AD)是一種嚴重威脅人類健康的主動脈疾病，年發(fā)病約為每10萬人3～4例[1]。隨著診療技術的提升，AD的在院死亡率明顯下降，但其死亡率仍然較高，且目前并無切實可行的保守治療方案[2-3]。因此，進一步闡明其發(fā)病機制具有重要的理論及臨床意義。目前的研究顯示，血管平滑肌細胞的凋亡以及表型轉化、細胞外基質退行性變、血管彈性纖維的減少及斷裂等是導致夾層主動脈中層改變的主要機制[4-6]。PDZ 和LIM domain 3(PDLIM3)基因編碼PDZ和LIM結構域蛋白3(PDLIM3)，屬于肌動蛋白相關LIM蛋白(ALP)家族成員[7]，與心肌病和骨骼肌病的發(fā)生密切相關[7-8]，但目前尚無相關研究報道PDLIM3與主動脈夾層之間的關系。因此，本研究旨在闡明PDLIM3在主動脈夾層病人主動脈壁中的表達情況，并探討其與主動脈直徑的相關性。

對象與方法

一、對象

2017年1月～2018年12月在我院行主動脈置換手術治療的Stanford A型主動脈夾層病人34例(夾層組)，心臟移植受體主動脈22例(對照組)。納入標準：術前行主動脈增強CT血管造影(CTA)確診為A型主動脈夾層。排除標準：合并有馬凡綜合征、創(chuàng)傷性主動脈夾層、動脈炎、腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病、艾滋病、梅毒等高傳染性疾病等。對照組為終末期心臟病心臟移植受體。所有納入研究的病人都簽署知情同意書，本研究經(jīng)我院倫理委員會批準。

二、方法

1.組織樣本收取：AD病人主動脈組織標本在夾層手術中收集，正常對照組標本在心臟移植供體收取心臟時獲取。所有組織樣本均在冰盒中運輸保存，每例病人的部分標本使用液氮速凍，保存于-80℃冰箱儲存；部分標本使用4%中性甲醛浸泡儲存。

2.病理學檢測：將主動脈組織浸泡于10%的福爾馬林溶液中進行充分固定，并經(jīng)脫水、包埋、切片等處理后，按照標準的HE和EVG染色流程進行染色封片，后于正置顯微鏡下觀察并拍照。

3.主動脈壁PDLIM3 mRNA水平檢測：取50 mg保存于-80℃的冰箱主動脈組織，加入TRIzol提取總RNA，使用Oligo dT和隨機引物將mRNA逆轉錄為cDNA，隨后使用SYBR green進行實時熒光定量PCR測定PDLIM3基因的mRNA表達水平。PDLIM3的正向引物為5′-CTTCATAGAAGGGGAGCTGTAC-3′，反向引物為5′-GATACAGAGTGACCGTGTCATA-3′；內(nèi)參18s的正向引物為5′-CTCAACACGGGAAACCTCAC-3′，反向引物為5′-CGCTCCACCAACTAAGAACG-3′。

4.病人主動脈直徑測量：查閱病人術前CTA圖像，測量氣管分叉處升主動脈、降主動脈，主動脈弓以及腹腔干處主動脈直徑。所有基本資料通過查閱住院病歷資料收錄，心率、血壓資料以入院體檢結果為準。

三、統(tǒng)計學分析

結 果

1.兩組一般資料比較見表1。兩組年齡、性別、吸煙飲酒史以及糖尿病史比較明顯差異。夾層組病人高血壓史以及入院收縮壓高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。夾層組病人入院檢查時典型CTA及三維重建結果見圖1?？梢娭鲃用}中呈現(xiàn)真假腔結構。

2.HE染色結果比較見圖2。結果表明，對照組細胞排列整齊有序，胞質豐富，細胞呈長梭形，細胞核深染；夾層組病人主動脈壁中層變薄，細胞變小且排列紊亂，胞核變小且染色變淺，細胞形態(tài)發(fā)生改變。EVG染色顯示，對照組主動脈中彈力纖維完整連續(xù)，排列有序，夾層組病人主動脈壁中彈性纖維染色變淺，纖維變細且斷裂增加，排列紊亂。

表1 兩組一般資料比較

3.PDLIM3的mRNA表達水平比較：對照組和夾層組主動脈壁中PDLIM3的mRNA相對表達水平分別為(1.00±0.231)和(0.549±0.0935)，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

4.Pearson相關性分析見圖3。結果表明，主動脈夾層病人主動脈中PDLIM3基因的mRNA表達水平與病人升主動脈、主動脈弓的直徑大小呈負相關，但此相關性無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，與降主動脈及腹主動脈直徑無明顯相關關系。

討 論

主動脈夾層是心血管科的急危重癥，其發(fā)病主要是主動脈壁中膜層退化、變性以及壞死，致使主動脈中層強度變低，在此病變基礎上主動脈內(nèi)膜發(fā)生局部破裂，高壓的血液涌入內(nèi)膜與中膜之間，并逐漸使內(nèi)膜脫離，形成二層分離的狀態(tài)，產(chǎn)生血流假腔[9]。目前，對于急性主動脈夾層的治療手段主要是外科治療、介入治療以及雜交手術治療，但由于對主動脈夾層的發(fā)病機制認識不夠，目前尚無有效的保守治療方法以及預防策略。目前已知的發(fā)病機制包括平滑肌細胞減少、細胞外基質紊亂、彈力纖維斷裂、炎癥細胞浸潤等[5-6]，但具體的分子機制尚不完全明確。

PDZ和LIM結構域蛋白3(PDLIM3)是肌動蛋白相關的LIM蛋白，由氨基末端的PDZ結構域和一個或三個羧基末端的LIM結構域構成，可以通過PDZ結構域與α-輔肌動蛋白2(ACTA2)的重復序列結合，構成肌節(jié)的結構，對于力傳遞和肌肉完整性至關重要[7-8，10]，是穩(wěn)定分化肌細胞中肌肉結構重要的結構蛋白，其表達量下降可能導致肌節(jié)收縮力下降。在哺乳動物中，PDLIM3(ALP)有3種不同剪切形成的亞型，ALP1(skALP)、ALP2(smALP)和ALP3，前兩種亞型均可與肌動蛋白以及α-輔肌動蛋白直接相互作用[11-13]。在骨骼肌分化的早期階段，ALP2向細胞核內(nèi)轉位，同時伴隨著肌生成素在核內(nèi)積累，進而導致成肌分化相關的蛋白質表達增多，包括ALP1和ALP2在胞質中積累，形成穩(wěn)定分化的肌細胞[14-15]。PDLIM3基因在心肌及骨骼肌細胞中的異常表達可以引起肥厚型心肌病、擴張性心肌病、肌強直性營養(yǎng)不良等疾病[7-8，16]。本研究結果發(fā)現(xiàn)，PDLIM3在主動脈壁中有表達，且在主動脈夾層病人主動脈壁中表達量顯著降低。PDLIM3表達量下降可能會導致ALP2核轉位減少，細胞核中肌生成素積累不足，血管平滑肌細胞成肌分化過程受阻，細胞成肌分化不良[17]。同時，PDLIM3表達量的減少可能導致其與肌動蛋白結合減少，進而導致平滑肌細胞收縮力減弱，血管壁的韌性降低，最終導致主動脈夾層的發(fā)生。

有研究發(fā)現(xiàn)，PDLIM3表達量改變的趨勢與升主動脈及主動脈弓的直徑大小呈負相關，但差異無統(tǒng)計學意義。進一步提示PDLIM3的表達下調可能與升主動脈以及主動脈弓的擴張相關，而升主動脈與主動脈弓是Stanford A型主動脈夾層病人最常見的破口所在位置以及累及范圍。此外，PDLIM3的表達量與夾層病人的降主動脈及腹主動脈直徑無相關性。

本研究揭示了PDLIM3基因在TAAD病人主動脈壁中表達下調，并明確了其表達量與病人主動脈直徑大小的相關關系，提示PDLIM3可能在主動脈夾層疾病的發(fā)生中具有重要作用。但PDLIM3基因表達改變的上游調節(jié)機制、對平滑肌細胞的功能的調節(jié)、是否會直接導致主動脈夾層的發(fā)生以及具體的分子機制都有待進一步更深入的研究。