活性氧在颅内动脉瘤中的表达及意义

李立 李天晓 朱良付 薛绛宇 王子亮 白卫星 冯光

·神经介入·

活性氧在颅内动脉瘤中的表达及意义

李立 李天晓 朱良付 薛绛宇 王子亮 白卫星 冯光

目的 探讨活性氧（ROS）在颅内动脉瘤中的表达意义。方法 以正常血管（n=23）作为对照，检测动脉瘤（n=29）中黄嘌呤氧化酶（XO）的活性和丙二醛（MDA）的含量。采用t检验对两组数据进行分析统计学比较。结果 颅内动脉瘤标本中XO的活性为（20.66±7.45）U/gprot高于正常血管局部组织中XO的活性（5.32±0.98）U/gprot（P＜0.01）；颅内动脉瘤标本中MDA的含量为（8.35±5.06）nmol/gprot，高于正常血管局部组织中MDA的含量（3.61±0.52）nmol/gprot（P＜0.01）。结论 在动脉瘤组织内有大量表达的活性氧，XO是产生活性氧的一个重要来源。XO源性活性氧可能在动脉瘤的病理中起重要作用。

动脉瘤； 活性氧； 黄嘌呤氧化酶

动脉瘤是动脉某一部分的局限性或弥漫性扩张。颅内动脉瘤是造成蛛网膜下腔出血的主要原因，有较高的致残率和死亡率。而颅内动脉瘤发生发展的病理生理学机制还不清楚，可能是多因素共同作用的结果。由大量活性氧（ROS）诱导的氧化应激在血管损伤过程中起重要作用[1]。黄嘌呤氧化酶（XO）在病理条件下可以大量产生活性氧[2]，活性氧性质极不稳定。我们通过检测人颅内动脉瘤中XO的活性和活性氧代谢产物丙二醛（MDA）的含量，来初步探讨活性氧在颅内动脉瘤的表达及其在颅内动脉瘤发生发展过程中可能的作用。

对象与方法

一、动脉瘤标本及正常血管对照

颅内动脉瘤29个，均来自经显微外科手术切除的颅内动脉瘤。所有病例均经过数字减影血管造影（DSA）证实。29个动脉瘤均为单发性。男女比例为2：4，年龄33～65岁。对照组血管（23段）来自手术切除的正常动脉血管，分别为14段颞浅动脉、2段子宫动脉和7段胃网膜右动脉，正常血管来源的患者均无动脉粥样硬化性血管性疾病。

二、实验方法

动脉瘤标本和对照组的组织标本均采用生理盐水匀浆、离心（2000转/分，10 min）制备组织蛋白提取液。离心后的组织蛋白提取液分装。对组织蛋白提取液采用Bradford法测蛋白含量。采用试剂盒（货号分别为A002和A003，南京建成生物工程研究所）分别测量组织标本中XO的活性和MDA的含量。按照相关说明书的步骤，对混合液离心后，取上清液，分别在分光光度计530 nm和532 nm处，1 cm光径，蒸馏水调零，测吸光度值。测定MAD中，用标准空白管代替测定空白管。

三、数据分析

结 果

颅内动脉瘤标本中XO的活性为（20.66±7.45）U/gprot，高于正常血管局部组织中XO的活性（5.32±0.98）U/gprot（P＜0.01）。

颅内动脉瘤标本中MDA的含量为（8.35±5.06）nmol/gprot，高于正常血管局部组织中MDA的含量（3.61±0.52）nmol/gprot（P＜0.01）。

讨 论

颅内动脉瘤是引起蛛网膜下腔出血（SAH）的主要原因。已知的影响颅内动脉瘤形成或破裂的因素包括吸烟、性别和血流动力学等[3-4]。另外，在一些特定人群中，也发现有基因的或家族性的因素[5]。越来越多的研究证明，颅内动脉瘤的发生是在以上诸多因素的共同作用下后天性颅内血管退行性改变的结果，这主要包括血管壁内平滑肌细胞的凋亡和细胞外基质（ECM）的降解[6-8]。

然而，人们对引起颅内动脉瘤退行性改变的病理生理学机制还很不清楚。近来，氧化损伤在颅内动脉瘤形成和破裂中的作用越来越受到重视。抗氧化剂维生素-E能有效改善动脉瘤形成和破裂[9]。Grigoryants等[10]观察到了三苯氧胺也能有效减缓实验性动脉瘤的增长，而它发挥作用的机制有赖于上调过氧化氢酶的活性。这些结论提示，氧化性损伤可能参与了动脉瘤的发生、增长和破裂的过程。然而，以上实验都是基于人工复制的动物瘤模型研究，关于人颅内动脉瘤的氧化状态少有报道。

活性氧是氧在生物体内通过单电子还原产生化学性质活泼的物质。它们可以造成DNA链断裂和氧化性损伤、蛋白交联和脂质过氧化。脂质过氧化是造成生物体氧化损伤的主要原因。从我们的实验结果中可以看出，与正常血管相比，颅内动脉瘤局部瘤体组织有较高的XO活性和MDA含量。XO可在缺血/再灌注损伤、炎症、肿瘤和放射性损伤等多种病理过程中可以产生活性氧，它是病理条件下活性氧的一个重要来源。MDA是活性氧攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸而形成的脂质过氧化物，它的量可以反映机体内脂质过氧化的程度，并间接反映细胞受损伤的程度。XO和MDA的同时增多说明，在颅内动脉瘤的病理发生过程中，有活性氧的大量生成。这和Miller等[11]的研究结果是一致的。他们发现在人腹主动脉瘤瘤体部·O2-局灶性增多并伴有炎性渗透和平滑肌细胞与弹性纤维的损伤和降解。

可以看出，XO是参与颅内动脉瘤瘤壁中活性氧产生的来源之一。需氧脱氢酶类催化的反应是生物体内活性氧产生的主要来源，黄嘌呤氧化酶属于需氧脱氢酶类，是体内核酸代谢的重要酶。正常情况下，XO主要以黄嘌呤脱氢酶的形式存在，在缺血/再灌注损伤、炎症、肿瘤和放射性损伤等病理条件下，黄嘌呤脱氢酶转化为XO，催化活性氧的产生。在颅内动脉瘤中，XO参与了活性氧的生成，而其机制还需进一步研究。也有研究显示，还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶也在动脉瘤大量产生的活性氧中起重要作用12。

在生理情况下，机体内存在氧化/抗氧化的平衡。平衡被打破后过度产生的活性氧，使机体处在氧化应激状态。在用载脂蛋白-E缺乏的小鼠上注入血管紧张素-Ⅱ诱导的动脉瘤模型中，抗氧化剂维生素-E能有效改善动脉瘤形成并能减少实验性动脉瘤的致死性或非致死性破裂[9]。这显示，活性氧参与动脉瘤的病理生理过程是原发性因素，而非继发性增多。然而，其中的机制还很不清楚。有研究显示，活性氧能够诱导细胞的凋亡和MMPs的过度表达。Grote等[13]报道机械牵拉上调小鼠胸主动脉平滑肌细胞MMP-2的mRNA表达以及MMP-2前体蛋白的释放，而该作用依赖于活性氧的大量产生。Janiszewski等[14]的研究显示，培养的兔内皮细胞和主动脉平滑肌细胞的凋亡过程伴随有活性氧的产生。在加入活性氧清除剂超氧化物歧化酶（SOD）或NADPH氧化酶抑制剂氧化苯胂后，凋亡被显著性抑制。这些均提示，活性氧的大量生成在动脉瘤的病理过程中有重要意义。它可能参与的动脉瘤各个病理改变的过程，或者参与动脉瘤生长、破裂的病理发展过程中。这对在临床中工作中治疗低破裂风险的无症状性或小颅内动脉瘤提供了新的思路和策略。

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10 Grigoryants V, Hannawa KK, Pearce CG, et al. Tamoxifen upregulates catalase production, inhibits vessel wall neutrophil infiltration, and attenuates development of experimental abdominal aortic aneurysms[J]. J Vasc Surg,2005,41(1):108-114.

11 Miller FJ, Sharp WJ, Fang X, et al. Oxidative stress in human abdominal aortic aneurysms: a potential mediator of aneurysmal remodeling[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2002,22(4):560-565.

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13 Grote K, Flach I, Luchtefeld M, et al. Mechanical stretch enhances mRNA expression and proenzyme release of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) via NAD(P)H oxidase-derived reactive oxygen species[J]. Circulation Research, 2003,92(11):80-86.

14 Janiszewski M, Carmo AO, Pedro MA, et al. Platelet-derived exosomes of septic individuals possess proapoptotic NAD(P)H oxidase activity: A novel vascular redox pathway[J]. Crit Care Med, 2004,32(3):818-825.

Expression of Reactive Oxygen Species in Intracranial Aneurysms

Li Li, Li Tianxiao, Zhu Liangfu, Xue Jiangyu, Wang Ziliang, Bai Weixing, Feng Guang. Henan Provincial People’ Hospital, 450003 Zhengzhou, China Corresponding author: Li Tianxiao, Email: dr.litianxiao@vip.163.com

Objective To investigate the expression and role of reactive oxygen species (ROS) in intracranial aneurysms. Methods Intracranial aneurysms (n=29) and normal blood vessels (n=23) were harvested through surgery. The normal blood vessels were prepared as control group, the activity of xanthine oxidase(XO)and malondialdehyde(MDA)were measured. Rank-sum test was used to analyze the data. Results The levels of XO were signifcant higher in intracranial aneurysms segments compared with normal blood vessels segments ([20.66±7.45] U/gprot versus [5.32±0.98]U/gprot, respectively, P＜0.01). The levels of MAD were signifcant higher in intracranial aneurysms segments compared with normal blood vessels segments ([8.35±5.06] nmol/gprot versus [3.61±0.52]nmol/ gprot, respectively, P＜0.01). Conclusions ROS was over-expressed in intracranial aneurysms and XO was an important source of ROS. XO-mediated ROS may contribute to the disease pathogenesis and play an important role in pathological progress of intracranial aneurysm.

Aneurysms; Reactive oxygen species; Xanthine oxidase

2014-11-7）

（本文编辑：黄强）

10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2015.02.002

450003 郑州，河南省人民医院介入科（李立、李天晓、朱良付、薛绛宇、王子亮、白卫星、冯光）

李天晓，Email：dr.litianxiao@vip.163.com

李立，李天晓，朱良付，等.活性氧在颅内动脉瘤中的表达及意义[J/CD].中华介入放射学:电子杂志,2015, 3(2): 63-65.