
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Молекулярно - клеточные, метаболические и структурные причины кальцификации аортального клапана

Работа №	73975
Тип работы	Дипломные работы, ВКР
Предмет	медицина
Объем работы	75
Год сдачи	2016
Стоимость	4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	294

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение 7
Глава 1. Обзор литературы 10
1. Макро и микроструктура аортального клапана 10
1.1. Трехстворчатый аортальный клапан (TAV - Tricuspid aortic valve)..
10
1.2. Двустворчатый аортальный клапан (BAV - Bicuspid aortic valve). 12
2. Аортальный стеноз 13
2.1. Молекулярные и клеточные механизмы развития аортального
стеноза 14
2.1.1. Аортальный стеноз и атеросклероз 14
2.1.2. Эктопическая кальцификация 15
2.1.3. Роль эндотелия 16
2.1.4. Воспаление 17
2.1.5. Отложение липопротеинов 18
2.1.6. Матриксные металлопротеиназы и ремоделирование
внеклеточного матрикса 19
2.1.7. Неоангиогенез 21
2.1.8. Роль ренин - ангиотензин - альдостероновой системы (РААС). 22
2.1.9. Сигнальный путь Notch и его мишени 23
2.1.10. Терапевтические мишени 28
2.1.11. Роль симпатической нервной системы в процессе
стенозирования 31
2.1.12. Кальцификация как воспалительный процесс 31
3. Патофизиология аортального стеноза 33
4. Клиническая картина 34
4.1. Жалобы 34
4.2. Объективные данные 35
4.3. Неинвазивные методы исследования 35
4.4. Инвазивные методы исследования 38
5. Лечение 38
5.1. Медикаментозное лечение 38
5.2. Хирургическое лечение 39
Глава 2. Материалы и методы 40
2.1. Материалы 40
2.1.1. Клеточные культуры 40
2.1.2. Праймеры 40
2.2. Методы 42
2.2.1. Получение и культивирование эндотелиальных и
интерстициальных клеток аортального клапана 42
2.2.2. Магнитный сортинг СП31-позитивных клеток 43
2.2.3. Выделение РНК из клеточных культур 44
2.2.4. Полуколичественная полимеразная цепная реакция с обратной
транскрипцией 45
2.2.5. Полимеразная цепная реакция в реальном времени 45
Глава 3. Результаты 47
3.1. Клинико-лабораторная и инструментальная характеристика
пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана 47
3.2. Анализ молекулярно-клеточных данных 52
3.2.1. Получение интерстициальных и эндотелиальных клеток клапана
и создание биобанка в лаборатории 52
3.2.2. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
интерстициальных клетках аортального клапана 54
3.2.3. Анализ экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в
эндотелиальных клетках аортального клапана 57
3.2.4. Анализ экспрессии генов остеогенной дифференцировки в
интерстициальных клетках аортального клапана 58
3.3. Обсуждение результатов 59
Заключение 64
Выводы 65
Благодарности 66
Список литературы

Введение

За последние несколько лет в структуре клапанных пороков сердца произошли существенные изменения, которые характеризуются уменьшением частоты пороков сердца ревматической этиологии и увеличением распространенности склеро-дегенеративных поражений клапанов. Этому способствовали увеличение продолжительности жизни населения и совершенствование медицинских технологий [1]. Самый распространенный клапанный порок сердца в настоящее время - аортальный стеноз (АС). Частота обнаружения АС среди лиц в возрасте 65 лет составляет около 25%, а после достижения возраста 75 лет увеличивается до 48%, хотя среди лиц в возрасте до 65 лет она составляет лишь 4-5% [1, 2]. Основная причина развития АС - кальцификация исходно нормального аортального клапана (АК) или врожденного двухстворчатого клапана аорты. Если раньше развитие АС считалось пассивным дегенеративным процессом и результатом механического износа створок, происходящего на шестом и седьмом десятках жизни, то сейчас стало ясно, что это активный и сложный патологический процесс. Ранее также считалось, что развитие АС это атеросклерозоподобный процесс, так как подтверждалась связь с традиционными факторами риска, такими как артериальная гипертензия, сахарный диабет, курение, повышение уровня холестерина. Однако на сегодняшний день накоплено немало данных, показывающих, что процесс формирования АС не сводится лишь к атеросклеротическому поражению клапанов. Есть данные об участии в этом процессе некоторых специфических сигнальных путей, один из которых сигнальный путь Notch [2]. Сигнальный путь Notch является ключевым в регуляции развития многих систем, органов и тканей, влияет на главные клеточные процессы - пролиферацию, дифференцировку и апоптоз, а также участвует в поддержании гомеостаза во взрослом организме. Было показано, что мутации в гене NOTCH1 могут быть ассоциированы с кальцинозом аортального клапана, однако роль сигнального пути Notch в патогенезе АС остается неясной [3]. В пользу участия этого сигнального пути в патогенезе АС свидетельствуют и результаты доклинических исследований, которые показывают, что специфическое блокирование сигнального пути Notch значимо подавляет кальцификацию сосудов и аортального клапана [2, 3].
Целью данной работы являлось исследование экспрессии компонентов сигнального пути Notch и генов остеодифференцировки в интерстициальных и эндотелиальных клетках аортального клапана человека и поиск взаимосвязей между уровнем экспрессии компонентов сигнального пути Notch и клинико-лабораторными показателями у пациентов.
Для достижения поставленной цели были определены следующие экспериментальные задачи:
1. Провести клинико-лабораторную и инструментальную характеристику пациентов, подвергшихся протезированию аортального клапана;
2. Получить интерстициальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
3. Получить эндотелиальные клетки аортального клапана от пациентов со стенозом и здоровых доноров в качестве контроля;
4. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
5. Охарактеризовать эндотелиальные клетки аортального клапана по экспрессии генов компонентов сигнального пути Notch;
6. Охарактеризовать интерстициальные клетки аортального клапана по экспрессии генов, связанных с остеогенной дифференцировкой;
7. Выявить ассоциации клинико-лабораторных, инструментальных и молекулярно-клеточных и генетических компонентов патогенеза кальцификации аортального клапана.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Полученные в представленной работе результаты позволяют сделать следующие выводы:
1. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от пациентов со стенозом трикуспидального клапана по уровню экспрессии генов- компонентов сигнального пути Notch.
2. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch
3. Интерстициальные клетки от пациентов со стенозом бикуспидального аортального клапана отличаются от доноров по уровню экспрессии генов, отвечающих за остеогенную дифференцировку.
4. Для пациентов с бикуспидальным клапаном характерны более тяжелые показатели гемодинамики и больший диаметр аорты при лучшем метаболическом профиле.
5. Для пациентов с трикуспидальным клапаном характерна большая сохранность показателей гемодинамики, при худших биохимических и клинических данных.
6. Нарушение экспрессии генов-компонентов сигнального пути Notch в интерстициальных клетках пациентов с бикуспидальным аортальным клапаном может быть вовлечено в патогенез аортального стеноза.

Литература

1. Национальное руководство “Кардиология”, под редакцией Е.В.Шляхто. - М.: Гэотар-Медиа. - 2015. - С.582-592.
2. Кэмм. А. Джон. Болезни сердца и сосудов: Руководство Европейского общества кардиологов / Под ред. Е.В.Шляхто. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2011. - С.780-790.
3. Garg V. Molecular genetics of aortic valve disease // Current opinion in
Cardiology. - 2006. - №21. - P.180-184, doi:
10.1097/01.hco.0000221578.18254.70.
4. Орловский П..И., Гриценко В.В., Юхнев А.Д., Евдокимов С.В., Гавриленков В.И. Искусственные клапаны сердца / Под ред. Ю.Л.Шевченко. - СПб.: ЗАО “ОЛМА Медиа Групп”. - 2007. - С.9-21.
5. Misfeld M., Sievers H-H. Heart valve macro - and microstructure // Philosophical transactions of the royal society. - 2007. - №362. - P. 1421-1436, doi: 10.1098/rtsb.2007.2125.
6. Митрофанова Л.Б. Клапанные пороки сердца. Новый взгляд на этиологию, патогенез и морфологию / Под ред. Е.В.Шляхто и Г.Б.Ковалевского. - СПб.: ООО “Медицинское издательство”. - 2007. -
С. 26-41, 142-146.
7. Butcher J.T., Mahler G.J., Hockaday L.A. Aortic valve disease and treatment: The need for naturally engineered solutions // Advanced Drug Delivery Reviews. - 2011. - №63. - P. 242-268, doi: 10.1016/j.addr.2011.01.008.
8. Schoen F.J. Mechanisms of Function and Disease of Natural and Replacement Heart Valves //The Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. - 2012. - №7. - P.161-183.
9. Butcher J.T., Nerem R.M. Valvular endothelial cells and the mechanoregulation of valvular pathology // Philosophical transactions of the royal society. - 2007. -№362. - P.1442-1457,doi:10.1098/rstb.2007.2127.
10. Gross L., Kugel M. Topographic anatomy and histology of the valves in the human heart // The American Journal of Pathology. - 1939. -№7. - P.445-473.
11. Rajamannan N.M. Bicuspid aortic valve disease: the role of oxidative stress in Lrp5 bone formation // Cardiovascular pathology. - 2011. - №20. - P. 168-176.
12. Ladich E., Nakano M., Carter-Monroe N., Virmani R. Pathology of calcific aortic stenosis // Future Cardiology. - 2011. - №7. - P. 629-642.
13. Yetkin E., Waltensberger J. Molecular and cellular mechanisms of aortic stenosis // International Journal of Cardiology. - 2009. - №135. - P.4-13.
14. Иртюга О.Б., Жидулева Е.В., Муртазалиева П.П., Малашичева А.Б., Моисеева О.М. Патогенетические механизмы развития кальциноза аортального клапана: взгляд клинициста // Под ред. Е.В.Шляхто. - СПб.
- 2015. - C.34-44.
15. Guerray M., Mohler III E.R. Models of Aortic Valve Calcification // Journal of Investigative Medicine. - 2007. - №55. - P.278-283, doi: 10.2310/6650.2007.00012.
16. Otto C.M., Lind B.K., Kitzman D.W., Gersh B.J., Siscovick D.S. Association aortic-valve sclerosis with cardiovascular mortality and morbidity in the elderly // The New England Journal of Medicine. - 1999. - №341. - P. 142-147.
17. Helske S., Kupari M., Lindstedt K.A., Kovanen K.P. Aortic valve stenosis: an active atheroinflammatory process // Current Opinion in Lipidology. - 2007. - № 18. - P. 483-491.
18. Xu S., Liu A.C., Gotlieb A.I. Common pathogenic features of atherosclerosis and calcific aortic stenosis: role of transforming growth factor
- p // Cardiovascular Pathology. - 2010. - № 13. - P. 236-247.
19. Goldbarg S.H., Elmariah S., Miller M.A., Fuster V. Insights into Degenerative Aortic Valve Disease // Journal of the American College of Cardiology. - 2007. -№50. - P. 1205-1213, doi: 10.1016/jjacc.2007.06.024.
20. Mohler E.R. Mechanisms of aortic Valve Calcification // The American Journal of Cardiology. - 2004. - №94. - P. 1396-1402, doi: 10.1016/j.amjcard.2004.08.013.
21. Shin V., Zebboudi A.F., Bostrom K. Endothelial Cells Modulate Osteogenesis in Calcifying Vascular Cells // Journal of Vascular Research. - 2004.-№41. - P. 193-201, doi: 10.1159/000077394.
22. Gould S.T., Matherly E.E., Smith J.N., Heistad D.D., Anseth K.S. The role of valvular endothelial cell paracrine signaling and matrix elasticity on valvular interstitial cell activation // Biomaterials. - 2014. - №35. - P. 3596¬3606, doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.01.005.
23. Galeone A., Brunetti G., Oranger A., Greco G., Benedetto A., Mori G., Colucci S., Zallone A., Paparella D., Grano M. Aortic valve interstitial cells apoptosis and calcification are mediated by TNF-related apoptosis-inducing ligand // International Journal of Cardiology. - 2013. - № 169. - P. 296-304, doi: 10.1016/j.ijcard.2013.09.012.
24. Accaoui R.N., Gould S.T., Hajj G.P., Chu Y., Davis M.K., Kraft D.C., Lund D.D., Brooks R.M., Doshi H., Zimmerman K.A., Kutschke W. Aortic valve sclerosis in mice deficient in endothelial nitric oxide synthase // The American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. - 2014. -№306. - P.1302-1313, doi: 10.1152/ajpheart.00392.2013
25. O’Brien K. Pathogenesis of Calcific Aortic Valve Disease // Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. - 2006. - №26. - P. 1721-1728, doi:10.1161/01.ATV.0000227513.13697.ac
26. Meng X., Ao L., Song Y., Babu A., Yang X., Wang M., Weyant M.J., Dinarello C.A., Clevelend J.C., Fullerton D.A. Expression of functional Toll¬like receptors 2and 4 in human aortic valve interstitial cells: potential roles in aortic valve inflammation and stenosis // The American Journal of Physiology: Cell Physiology. - 2007. - №294. - P. 29-35, doi: 10.1152/ajpcell.00137.2007.
27. Akat K., Borggrefe M., Kaden J.J. Aortic valve calcification: basic science to clinical practice //Heart. - 2009. - №95. - P.616-623, doi: 10.1136/hrt.2007.134783.
28. Venardos N., Nadlonek N.A., Zhan Q., Weyant M.J., MengX., Fullerton
D. A. Aortic valve calcification is mediated by a differential response of aortic valve interstitial cells to inflammation // Journal of Surgical Research. - 2014. - P.1-8.
29. Rajamannan N.M. Mechanisms of aortic valve calcification: the LDL- density-radius theory: a translation from cell signaling to physiology // The American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. - 2010. -№298. - P.H5-H15, doi: 10.1152/ajpheart.00824.2009.
30. Chen J.H., Simmons C.A. Cell-Matrix Interactions in the Pathobiology of Calcific Aortic Valve Disease. Critical Roles for Matricellular, Matricrine and Matrix Mechanics Cues // Circulation Research. - 2011. - P. 1510-1524, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234237.
31. Hakuno D., Kimura N., Yoshioka M., Fukuda K. Molecular mechanisms underlying the onset of degenerative aortic valve disease // Journal of Molecular Biology. - 2009. - №87. - P.17-24, doi: 10.1007/s00109-008- 0400-9.
32. Hakuno D., Kimura N., Yoshioka M., Fukuda K. Role of Angiogenetic Factors in Cardiac Valve Homeostasis and Disease // Journal of Cardiovascular Translational Research. - 2011. - №4. - P. 727-740, doi:10.1007/s.12265-011-9317-8.
33. Lai E.C. Notch signaling: control of cell communication and cell fate. // Development. -2004. - P.965-973.
34. Niessen K., Karsan A. Notch signaling in the developing cardiovascular system// Cell Physiology. - 2007. - Vol. 293. -№. 1. - P. C1-C11.
35. Mathieu Patrick, Boulanger Marie-Chloe, Bouchareb Rihab. Molecular biology of calcific aortic valve disease: towards new pharmacological therapies. // Expert review of cardiovascular therapy. - 2014. - №12. - P.851-862.
36. Zhou X.L., Liu J.C. Role of Notch signaling in the mammalian heart. // Brazilian Journal of Medical and Biological research. - 2014. - №47. - P.1-10.
37. Fukuda D. et al. Notch ligand Delta-like 4 blockade attenuates atherosclerosis and metabolic disorders // Proceedings of the national Academy of Sciences. - 2012. - №27. - P.1868 - 1877.
38. Garg V. Molecular genetics of aortic valve disease // Current opinion in Cardiology. - 2006. - №21. - P.180-184.
39. Miller J.D., Weiss R.M., Heistad D.D. Calcific Aortic Valve Stenosis: Methods, Models and Mechanisms // Circulation Research. - 2011. - №108. - P. 1392-1412, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234138.
40. McKellar S.H., Tester D.J., Yagubyan M., Majumdar R., Ackerman M.J.,
Sundt T.M., Novel NOTCH1 mutations in patients with bicuspid aortic valve disease and thoracic aortic aneurysms. // Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. - 2007. - №134. - P.290-296,
doi:10.1016/j.jtcvs.2007.02.041.
41. Tkatchenko T.V., Moreno-Rodriguez R.A., Conway S.J., Molkentin J.D.,
Markwald R.R., Tkatchenko A.V. Lack of periostin leads to suppression of Notch1 signaling and calcific aortic valve disease. // Physiological Genomics. - 2009. - №39. - P.160-168,
doi:10.1152/physiolgenomics.00078.2009.
42. Snider P., Hinton R.B., Moreno-Rodriguez R.A., Wang J., Rogers R., Lindsley A., Li F., Ingram D.A., Menick D., Field l., Firulli A.B., Molkentin J.D., Markwald R., Conway S.J. Periostin is required for maturation and extracellular matrix stabilization of noncardiomyocyte lineages of the heart. // Circulation Research. - 2008. - №102 (7). - P.752-760, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.107.159517.
43. Potts J.D., Dagle J.M., Walder J.A., Weeks D.L., Runyan R.B. Epithelial- mesenchymal transformation of embryonic cardiac endothelial cells is inhibited by a modified antisense oligodeoxynucleotide to transforming growth factor beta 3. // Proceedings of the National Academy of Science of the USA. - 1991. - №88. - P.1516-1520.
44. Rivera-Feliciano J., Tabin C.J. Bmp2 instructs cardiac progenitors to form the heart-valve-inducing field. // Developmental Biology. - 2006. - №295. - P.580-588, doi:10.1016/j.ydbio.2006.03.043.
45. Mathieu Patrick, Boulanger Marie-Chloe, Bouchareb Rihab. Molecular biology of calcific aortic valve disease: towards new pharmacological therapies. // Expert review of cardiovascular therapy. - 2014. - №12. - P.851-862.
46. Zeng Q., Song R., Ao L., Xu D., Venardos N., Fullerton D.A., Meng X. Augmented Osteogenic Responces in Human aortic Valve Cells Exposed to oxLDL and TLR4 Agonist: A Mechanistic Role of Notch1 and NF-kB Interaction // Plos One. - 2014. - №9. - P.1-10.
47. Farrar E.J., Butcher J.T. Heterogeneous Susceptibility of Valve Endothelial Cells to Mesenchymal Transformation in Response to TNFa // Annals of Biomedical Engineering. - 2014. - №42. - P.149-161, doi: 10.1007/s104399-013-0894-3.
48. Osman L., Yacoub M.H., Latif N., Amrani M., Chester A.H. Role of Human Valve Interstitial Cells in Valve Calcification and Their Response to
Atorvastatin // Circulation. - 2006. - P.546-552, doi:
10.1161/CIRCULATIONAHA. 105.001115.
49. Cawley P.J., Otto C.M. Prevention of calcific aortic valve stenosis - fact or fiction? // Annals of Medicine. - 2009. - №41. - P. 100-108, doi: 10.1080/07853890802331394.
50. Osman L., Chester A.H., Sarathchandra P., Laima N., Meng W., Taylor M.M., Yacoub M.H. A Novel role of the Sympatho-Adrenergic System in Regulating Valve Calcification // Circulation. - 2007. - P.281-287, doi: 10.1161 /CIRCULATIONAHA. 106.681072.
51. New S.P., Aikawa E. Molecular Imaging Insight Into Early Inflammatory Stages of Arterial and Aortic Valve Calcification // Circulation. - 2011. - P.1380-1391, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234146.
52. New S.P., Aikawa E. Cardiovascular Calcification: an Inflammatory Disease // Circulation. - 2011. - №75. - P.1305-1313, doi: 10.1253/circj.CJ- 11-0395.
53. SherifHM. Calcification of Left-Sided Valvular Structures: Evidence of a Pro-Inflammatory Milieu // Journal of Heart Valve Disease. - 2009. - №1. - P. 52-60.
54. Butcher J.T., Nerem R.M. Valvular Endothelial Cells Regulate the Phenotype of Interstitial Cells in Co-Culture: Effects of Steady Shear Stress // Tissue Engineering. - 2006. - №12. - P. 905-915.
55. Husseini D.E., Boulanger M.C., Mahmut A., Bouchareb R., Laflamme M.H., Fournier D., Pibarot P., Bosse Y., Mathieu P. P2Y12 receptor represses IL-6 expression by valve interstitial cells through Akt: Implication for calcific aortic valve disease // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. - 2014. -№72. - P. 146-156.
56. Farzaneh - Far.A., Proudfoot D., Shanahan C., Weissberg P.L. Vascular and valvar calcification: recent advances // Heart. - 2001. - №85. - P.13-17.
57. Giachelli C.M. Ectopic Calcification // American Journal of Pathology. - 1999. -№3. - P.671-675.
58. Новиков В.Н., Новикова В.Н. Клапанные Пороки Сердца. - СПб.: СпецЛит. - 2015. - С.7-26.
59. Ройтеберг Г.Е., Струтынский А.В. Внутренние болезни - Сердечно¬Сосудистая Система. М.: “МЕДпресс-информ”. - 2013. - C. 705-719.
60. Гриффин.Б., Тополь Э. Кардиология. М.: Практика. - 2011. - C. 281¬295.
61. Zigelman C.Z., Edelstein P.M. Aortic Valve Stenosis // International
Journal of Clinical Anestesiology. - 2009. - P. 519-532,
doi:10.1016./j.anclin.2009.07.012.
62. Ассоциация СерДечно- СосуДистых Хирургов России. Клинические рекомендации по ведению, диагностике и лечению клапанных пороков сердца. М., 2009. - С.59-80.
63. Островский Ю.П. Хирургия Сердца. М.: Мед.Лит. - 2007. - С. 249¬255.
64. БраунвальД Е. Болезни сердца по Браунвальду: руководство по сердечно-сосудистой медицине/ Под ред. П.Либби. - М.:Логосфера. - 2013. -С.1833-1846.
65. Chen J-H., Simmons C.A. cell- matrix interactions in the pathobiology of calcific aortic valve disease: critical roles for matricellular, matricrine and matrix mechanics cues // Circulation Research. - 2013. - №113. - P. 327¬340. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.113.300675.
66. Takei Y., Minamizaki T., Yoshiko Y. Functional Diversity of Fibroblast Growth Factors in Bone Formation // International Journal of Endocrinology.
- 2015. - P.1-13.
67. Pompa J.A., Epstein J.L. Coordinating tissue interactions: Notch signaling in Cardiac Development and Disease // Developmental Cell Journal. - 2012. -№22. - P. 244-254.
68. Ferrari R., Rizzo P. The Notch pathway: a novel target for myocardial remodeling therapy? // European Heart Journal. - 2014. - №35. - P.2140¬2145.