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动脉粥样硬化（AS）危害重大，为探究碳酸酐酶 I（CA1）在 AS 中的作用，研究人员构建 ApoE[-/-] CA1 过表达敲入小鼠模型。结果显示，该模型加重 AS，且 CA1 通过增加 M1 巨噬细胞发挥作用，为 AS 治疗提供新方向。
动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）就像潜伏在人体血管中的 “定时炸弹”，时刻威胁着人们的健康。冠状动脉钙化作为 AS 的重要临床和病理指标，与多种物质相关，在 AS 的发生发展中扮演着关键角色。近年来，碳酸酐酶家族成员碳酸酐酶 I（Carbonic anhydrase I，CA1）与 AS 的关系备受关注。已有研究发现，腹主动脉瘤患者体内抗 CA1 自身抗体浓度较高，治疗 AS 的药物能抑制 CA1 和碳酸酐酶 II（CA2）活性，且在人动脉粥样硬化主动脉和诱导 AS 的 ApoE
[-/-]小鼠主动脉病变中均检测到高表达的 CA1，使用碳酸酐酶抑制剂甲醋唑胺（Methazolamide，MTZ）治疗青光眼患者后，其与 AS 相关的低密度脂蛋白（Low-density lipoprotein，LDL）水平降低。这些研究都暗示了 CA1 在 AS 发展中的重要作用，但仍缺乏直接证据，且其具体机制尚不明确。
为了解开这些谜团，青岛大学附属医院的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Atherosclerosis plus》杂志上。
研究人员主要运用了基因编辑技术（CRISPR/Cas9）构建动物模型，以及多种染色技术（如苏丹 IV 染色、苏木精 - 伊红（HE）染色、油红 O 染色、von Kossa 染色等）和免疫组化技术来检测相关指标。
在研究结果方面：
- 成功构建小鼠模型：通过 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑技术，研究人员将含有小鼠全长 CA1 编码 cDNA 的构建体插入 C57BL/6 小鼠受精卵的 Rosa26 基因座内含子 1 中，随后与 ApoE[-/-]小鼠杂交，成功获得 ApoE[-/-] CA1 过表达敲入小鼠。经 PCR 检测，验证了小鼠模型构建成功。
- CA1 过表达加重 AS 病理：给 ApoE[-/-] CA1 过表达小鼠和普通 ApoE[-/-]小鼠喂食高脂肪饮食诱导 AS 24 周，并对部分小鼠进行 MTZ 治疗。结果发现，CA1 过表达小鼠体重更大，AS 模型小鼠体重高于正常对照组，MTZ 治疗后体重减轻。多种染色结果表明，CA1 过表达小鼠主动脉脂质积累、斑块形成和主动脉壁增厚更明显，且血液中致动脉粥样硬化指数（Atherogenic index，AI）、LDL、总胆固醇（Total cholesterol，TC）和甘油三酯（Triglycerides，TG）水平更高，高密度脂蛋白（High-density lipoprotein，HDL）水平更低。这表明 CA1 过表达显著加重了 AS 发病机制，使小鼠对 AS 诱导更敏感，而 MTZ 治疗能有效缓解 AS 症状。
- 主动脉组织 CA1 表达和钙化情况：免疫组化和免疫荧光结果显示，CA1 在 AS 小鼠主动脉斑块和部分血管平滑肌细胞（Vascular smooth muscle cells，VSMCs）中表达，且在 ApoE[-/-] CA1 过表达小鼠主动脉外膜中表达更高。von Kossa 染色发现，CA1 过表达的 AS 小鼠和 MTZ 治疗后的 AS 小鼠主动脉组织有广泛钙化信号，普通 ApoE[-/-] AS 小鼠钙化较少。
- M1 巨噬细胞数量变化：免疫荧光免疫组化分析发现，代表 M1 巨噬细胞的 CD86 在 ApoE[-/-] CA1 过表达小鼠主动脉组织中广泛表达，且数量更多，而代表 M2 巨噬细胞的 CD163 表达较低。这表明 CA1 过表达增加了主动脉组织中 M1 型巨噬细胞的数量。
在研究结论和讨论部分，研究证实 ApoE[-/-] CA1 过表达敲入小鼠对 AS 诱导更敏感，CA1 通过增加 M1 型巨噬细胞加重 AS。MTZ 对 AS 有治疗效果，能抑制 CA1 活性和钙化，但对已形成的钙沉积影响不大。研究还推测，CA1 可能通过调节酸碱平衡刺激主动脉脂质沉积、炎症和钙化，进而增加 M1 型巨噬细胞比例，促进 AS 发展。然而，研究也存在一定局限性，如 CA1 在体内的表达调控机制尚不明确，且不清楚 CA1 过表达增加体重的具体原因。尽管如此，该研究为深入了解 AS 的发病机制提供了新的视角，明确了 CA1 和 M1 巨噬细胞在 AS 发展中的关键作用，为未来开发针对 AS 的精准治疗策略提供了重要的理论依据，有望推动心血管疾病防治领域的进一步发展。
