FD-OCT联合CFD评估ISNA发生机制及甲氨蝶呤的保护性作用

The in-stent neoatherosclerosis（ISNA）is the main reason of advanced adverse cardiac events. The mechanism of ISNA is still unclear. We have found that the distribution of the ISNA has an obvious distribution rule which much often on the stent sides and position with low shear stress rather than on the middle of stent. Previous studies have found that shear stress induce the formation of native atherosclerosis by regulating the expression of YAP/TAZ. Therefore, the different shear stress level in different parts of stent after stenting may have an independent and key role on the formation and distribution of ISNA. The methotrexate (MTX) effectively regulate the TAZ level. Therefore, we hypothesize that MTX may induce ISNA formation and effect the distribution of ISNA by regulating the level of YAP/TAZ. In this study, we intend to establish ISNA models, evaluate the hydrodynamics parameters after stent implantation combining optical coherence tomography in vivo, explore the mechanism of ISNA induced by sheer stress, and confirm that MTX inhibits the formation of ISNA by Hippo-YAP/TAZ in vitro. This project will provide new therapeutic targets and methods for the treatment of ISNA.

支架内新生动脉粥样硬化（ISNA）是支架植入后晚期不良事件的主要原因。ISNA的发生机制尚不完全清楚。我们既往研究发现ISNA发生位置在支架内分布具有明显的规律，好发于支架两端及低血流剪切力的位置，极少发生于支架中段。有研究表明血流剪切力是通过调控YAP/TAZ表达水平来诱导原生动脉粥样硬化。因此支架植入术后不同部位的血流剪切力差异可能是导致ISNA的独立且关键的因素。而甲氨蝶呤（MTX）可有效调控细胞内的TAZ水平。因此我们提出假设：MTX可能通过调控YAP/TAZ水平来抑制低血流剪切力诱导的ISNA发生。本项目拟建立ISNA模型，体内联合频域光学相干断层成像（FD-OCT）及流体力学计算技术（CFD）评估支架植入后流体力学参数，探索血流剪切力诱导ISNA发生机制，体外确定MTX通过Hippo-YAP/TAZ通路抑制ISNA的发生和发展。本项目将为ISNA的治疗提供新的防治靶点和方法。

支架内新生动脉粥样硬化（ISNA）是支架植入后晚期不良事件的主要原因。ISNA的发生机制尚不完全清楚。有研究表明血流剪切力是通过调控YAP/TAZ表达水平来诱导原生动脉粥样硬化。因此支架植入术后不同部位的血流剪切力差异可能是导致ISNA的独立且关键的因素。而甲氨蝶呤（MTX）可有效调控细胞内的TAZ水平。本项目主要通过构建兔颈动脉ISNA模型，利用光学相干断层成像技术和流体力学分析，评价了支架植入术后即刻支架内部血流剪切力（WSS）的分布和ISNA形成的相关性，进一步利用ISNA模型研究了MTX对这种ISNA形成的抑制作用。体外利用内皮细胞探索MTX调控湍流作用下内皮细胞YAP/TAZ活性抑制动脉硬化的机制。我们成功构建了兔颈动脉ISNA模型，发现支架近段和远段的WSS低于支架中段（平均WSS近段0.36±0.08，中段0.54±0.08，远段0.39±0.04，p<0.001），同时，支架两端更容易发生ISNA（近段ISNA发生率63.6%， 中段22.8%，远段59.0%， P＜0.001）。Logistic回归分析发现：内膜面积（p＜0.01，OR=25.47 95% CI: 14.21-45.63）、平均内膜厚度的大小（p=0.003，OR=21.16, 95% CI: 2.84-157.7）与ISNA形成相关。进一步的在体动物研究也证明了与安慰剂相比，MTX可有效减少了ISNA的形成。体外细胞实验研究结果发现湍流（DF）能够导致YAP的激活，使YAP磷酸化水平降低。而MTX明显抑制了DF诱导的内皮细胞内YAP/TAZ的活性。MTX的动脉粥样硬化保护作用是通过抑制YAP活性和上调p-YAP(Ser127)来实现的 。此外，MTX还可显著降低HUVECs促炎因子分泌和单核细胞粘附，但对细胞凋亡没有影响。同时，选择性的沉默AMPKa1抑制了MTX的这些保护性作用。在体内研究表明，在小鼠高脂饮食4周后，DF区域出现明显的动脉粥样硬化病变。免疫荧光染色显示YAP/TAZ主要分布在动脉粥样硬化组的内膜、中层和内膜增生斑块中，。相比之下，在体内而使用MTX治疗小鼠可显著降低动脉粥样硬化斑块的发展和YAP/TAZ的相对表达。本项目结果将为ISNA的治疗提供新的防治靶点和方法。