GM-CSF對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響及VEGF的作用-課件

GM-CSF對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響及VEGF的作用

1ppt課件前言2ppt課件

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)一直被認為是一種慢性進展的血管壁脂質沉積性疾病。近些年的研究逐漸闡明了炎癥在AS病理過程中的重要作用。炎癥學說認為，炎癥可導致不穩(wěn)定斑塊形成，斑塊破裂甚至急性冠狀動脈綜合癥（acutecoronarysyndrome,ACS）等臨床嚴重并發(fā)癥的發(fā)生。而不穩(wěn)定斑塊的重要特征之一就是斑塊內血管新生。斑塊內血管新生與斑塊不穩(wěn)定之間的關系已逐漸成為當前研究的熱點。

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血管新生是由既存的血管以出芽的方式形成新血管的過程，見于許多生理和病理情況。血管新生的過程極其復雜，受到促進血管生成因子和抑制血管生成因子的共同調控。4ppt課件AS斑塊內的新生血管主要來自外膜血管滋養(yǎng)管（vasavasorum）。通過新生血管，血液中的血漿脂蛋白和大量炎細胞流入斑塊內，加重炎癥反應。新生血管本身無平滑肌和周細胞支持，管壁薄弱，易于引起斑塊內出血、斑塊破裂甚至一系列臨床嚴重并發(fā)癥的發(fā)生。5ppt課件實驗目的6ppt課件

研究炎性因子粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophagecolonystimulatingfactor,

GM-CSF）對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響及血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)的作用。探討GM-CSF和VEGF與AS斑塊穩(wěn)定性及病變進展之間的關系。7ppt課件實驗方法8ppt課件原代培養(yǎng)HUVECs

應用Matrigel建立穩(wěn)定的血管形成的體外培養(yǎng)體系。

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Matrigel的用法：

Matrigel凍存于-20℃，使用前置于4℃

過夜，融化成黃色膠狀液體。

根據(jù)本實驗研究所得的經驗：用預冷的微量進樣器在短時間內迅速加入預冷的24孔板中，每孔80μl/cm2（厚度約為0.5mm）。輕輕搖晃培養(yǎng)板，使其鋪平。最后將培養(yǎng)板放入37℃孵育箱內，30分鐘后即可使用。10ppt課件

HUVECs原代培養(yǎng):

采用本實驗室改進的Jaffe氏培養(yǎng)法。取健康新生兒臍帶（最好不超過12h），PBS沖洗干凈，0.25%胰酶消化（37℃，5分鐘），用含5%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液終止消化，收集消化液。離心（1000轉/分鐘，10分鐘）。棄上清，用含20%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液制成細胞懸液，以5.0×105/cm2接種于涂有Matrigel的培養(yǎng)板內進行培養(yǎng),24小時后換液。11ppt課件實驗分組

GM-CSF作用的檢測本實驗根據(jù)不同的實驗因素濃度和不同的作用時間，分別設計成濃度效應組和時間效應組。

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濃度效應組：正常對照組（無血清DMEM培養(yǎng)液）、rhGM-CSF不同濃度組（25、50、100ng/ml），分別作用48h。時間效應組：取相同濃度rhGM-CSF（100ng/ml）不同作用時間組（12、24、48h）。13ppt課件

VEGF作用的檢測正常對照組（無血清DMEM培養(yǎng)液）、rhGM-CSF（100ng/ml）組、rhGM-CSF（100ng/ml）+

VEGF165（10ng/ml）組，分別作用24h。14ppt課件相差顯微鏡下觀察各實驗組血管腔形成情況。各實驗組用95%冰乙醇固定，4℃過夜。用CD34免疫細胞化學方法（SP法）顯示各組血管形態(tài)。15ppt課件計數(shù)管腔數(shù)并進行統(tǒng)計學分析

每個實驗組在40倍鏡下選取3處血管密集的視野，100倍鏡下計數(shù)每個視野的管腔數(shù)。應用SPSS、microsoftexcel進行統(tǒng)計分析和處理。P<0.05為有統(tǒng)計學意義。16ppt課件實驗結果17ppt課件Matrigel對體外培養(yǎng)人臍帶靜脈內皮細胞形成血管的誘導作用

本研究提示，應用Matrigel可在體外誘導培養(yǎng)的人臍帶靜脈內皮細胞形成管腔結構。內皮細胞在培養(yǎng)后18小時開始形成管腔結構，24小時即可建立穩(wěn)定的血管形成的體外模型。18ppt課件

圖1在普通明膠上培養(yǎng)的人臍帶靜脈內皮細胞24小時形態(tài)，內皮細胞呈短梭形或多角形，達到亞融合（倒置相差顯微鏡x100）

19ppt課件圖2Matrigel誘導培養(yǎng)的人臍帶靜脈內皮細胞在24小所建立的血管形成的體外模型（倒置相差顯微鏡x100）20ppt課件圖3Matrigel誘導培養(yǎng)的人臍帶靜脈內皮細胞在24小時所建立的血管形成的體外模型（CD34免疫細胞化學染色x100）21ppt課件

本研究提示，與在普通明膠上生長的內皮細胞相比，在Matrigel上生長的內皮細胞生長周期較短，并且細胞不發(fā)生融合，而是形成相互連接的毛細血管樣的血管網(wǎng)絡。細胞間界限不清。22ppt課件不同濃度GM-CSF作用的檢測23ppt課件圖4正常對照組作用48小時形成的管腔數(shù)較少（倒置相差顯微鏡x100）

24ppt課件圖5rhGM-CSF（25ng/ml）作用48小時形成的管腔數(shù)有所增多（倒置相差顯微鏡x100）25ppt課件圖6

rhGM-CSF（50ng/ml）作用48小時形成的管腔數(shù)進一步增多（倒置相差顯微鏡x100）26ppt課件

圖7rhGM-CSF（100ng/ml）作用48小時形成明顯的管腔結構，連接成血管網(wǎng)絡（倒置相差顯微鏡x100）27ppt課件

圖8

不同濃度rhGM-CSF對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響（各組間P值均小于0.001）28ppt課件相同濃度GM-CSF不同作用時間的檢測29ppt課件圖9

rhGM-CSF（100ng/ml）作用12小時形成的管腔數(shù)較少（CD34免疫細胞化學染色x100）30ppt課件圖10

rhGM-CSF（100ng/ml）作用24小時形成的管數(shù)有所增多（CD34免疫細胞化學染色x100）31ppt課件

圖11rhGM-CSF（100ng/ml）作用48小時形成明顯的管腔結構，連接成血管網(wǎng)絡（CD34免疫細胞化學染色x100）32ppt課件圖12相同濃度rhGM-CSF作用不同時間對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響（各組間P值均小于0.001）33ppt課件VEGF作用的檢測34ppt課件圖13正常對照組作用24小時形成的管腔數(shù)較少（CD34免疫細胞化學染色x100）35ppt課件圖14rhGM-CSF（100ng/ml）作用24小時形成的管腔數(shù)有所增多（CD34免疫細胞化學染色x100）36ppt課件

圖15rhGM-CSF（100ng/ml）與VEGF165（10ng/ml）共同作用24小時形成明顯的管腔結構，連接成血管網(wǎng)絡（CD34免疫細胞化學染色x100）37ppt課件圖16VEGF對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響（各組間P值均小于0.001）38ppt課件討論39ppt課件AS的炎癥機制和斑塊的不穩(wěn)定性

炎癥學說認為，AS是一種特殊的慢性炎癥性疾病，表現(xiàn)為一系列高度特異的分子細胞反應，每一種特異性病變都表現(xiàn)為動脈炎癥過程的不同階段。在病變的發(fā)生發(fā)展過程中，脂蛋白、細胞成分（單核巨噬細胞、T淋巴細胞、ECs、SMCs）及ECM、炎性因子、細胞因子、生長因子相互作用。如果這個過程不減弱或過度發(fā)展，將導致晚期更為復雜的病變。40ppt課件

不穩(wěn)定AS斑塊的病變特征：①偏心的管腔周緣；②含有厚度易變或較薄的纖維帽；③脂質豐富；④局部巨噬細胞、T淋巴細胞等炎細胞浸潤、活化；⑤新生微血管增多等。41ppt課件血管新生的過程及其調節(jié)

血管新生是由既存的血管以出芽的方式形成新血管的生物學過程。

一般來講，血管新生見于胚胎發(fā)育晚期及個體出生后。血管新生亦可見于許多病理情況，如缺血、創(chuàng)傷修復、AS、腫瘤、糖尿病視網(wǎng)膜病變、風濕性關節(jié)炎等。

42ppt課件VEGF也稱血管通透因子（vascular

permeabilityfactor，VPF）。

VEGF家族包括VEGF-A、-B、-C、-D、-E和胎盤生長因子。

VEGF-A由于其mRNA剪切的不同可產生9種不同的蛋白異構體，其中最為常見的是VEGF121和VEGF165。43ppt課件VEGF由內皮細胞、單核巨噬細胞、成纖維細胞產生后，與僅存于內皮細胞膜上的兩種酪氨酸蛋白激酶受體Flt-1、Flk-1/KDR特異性結合。通過自分泌或旁分泌途徑介導內皮細胞遷移、增殖，進而誘導血管新生。44ppt課件AS斑塊內血管新生及其調節(jié)

斑塊內的新生血管大多位于內彈力膜附近，周圍有大量炎細胞，常有含鐵血黃素沉積或伴新鮮出血，說明在病灶局部出血、吸收經常發(fā)生。隨著病變的發(fā)展，新生血管的檢出率也逐漸增加，尤其在不穩(wěn)定斑塊更為明顯。新生血管的數(shù)目、大小、形狀也隨之變化。45ppt課件

斑塊內的新生血管與大血管的管腔相通，可作為更多的血漿脂蛋白進入斑塊的通道而促進斑塊生長。血液中的巨噬細胞、淋巴細胞等炎細胞通過新生血管流入到斑塊內，釋放多種炎性因子刺激血管生長因子的表達；另一方面，炎細胞也可以直接表達血管生長因子并釋放多種蛋白水解酶如MMPs、膠原酶（Collagenases）、uPA等，促進了斑塊內血管新生。而新生血管又為炎細胞在斑塊內聚集提供了重要通道，從而形成惡性循環(huán)。46ppt課件

新生血管促進病變發(fā)展導致斑塊破裂的機制：

新生血管無平滑肌及周細胞支持，無感受血流和血壓的受體，管壁薄弱，易于引起斑塊內出血、血栓及潰瘍形成。新生血管內皮細胞高表達黏附分子，促進炎細胞聚集于斑塊內，后者表達生長因子并分泌蛋白水解酶，降解纖維帽。47ppt課件

在AS斑塊內，VEGF的陽性細胞數(shù)與內膜血管新生程度呈正相關，分布也高度一致，即主要位于斑塊肩部及纖維帽。

VEGF可能直接促進內皮細胞生長，也可能促進骨髓中內皮前體細胞（endothelialprecursorcells，EPCs）的釋放，后者遷移至AS斑塊處參與血管新生。

本實驗結果表明，加入外源性VEGF后，培養(yǎng)體系的血管形成顯著增多。48ppt課件炎性因子對血管新生的影響及其作用機制

GM-CSF作為一種炎性因子，可由斑塊處的巨噬細胞和SMCs、ECs分泌。GM-CSF具有促進骨髓細胞分化，調節(jié)白細胞功能的作用。但目前關于GM-CSF與血管新生之間關系的研究報道甚少。

本實驗結果表明，隨著GM-CSF濃度的逐漸增加和作用時間的延長，培養(yǎng)體系的血管形成隨之增多。49ppt課件

本實驗的成功之處在于，在體外培養(yǎng)HUVECs，應用Matrigel建立穩(wěn)定的血管形成的體外培養(yǎng)體系，來觀察GM-CSF對誘導人血管內皮細胞血管形成的影響。目前在國內未見報道。50ppt課件

Matrigel在-20℃中至少可保存3個月，呈淡黃色。在2-8℃過夜后液化，在22-37℃迅速聚合成具有生物活性的玫瑰紅色膠狀物質。在37℃條件下可保存12天。

Matrigel在未稀釋的情況下可涂成薄層（0.5mm）或厚層（1.0mm）,用無血清的培養(yǎng)液稀釋（1:3）可涂成薄層（0.5mm）作為培養(yǎng)底物。尤其要注意的是，在使用過程中避免反復凍融。51ppt課件

Matrigel應用于生命科學和藥物發(fā)現(xiàn)的研究已有15年。

Matrigel為細胞的遷移、侵襲、管腔結構的形成及細胞的生化功能、基因表達的研究提供了相關的環(huán)境。52ppt課件

目前認為，GM-CSF促進血管新生可能是由于細胞內JAK2/STAT3途徑激活。在今后的研究中，有待于對這一機制作