經皮穿腔冠狀動脈血管成形術（percutaneous transluminal coronary angioplasty；PTCA）或稱為氣球擴張術（balloon angioplasty）為臨床上運用於治療動脈血管阻塞的一項重要醫療措施。此項技術於1973年由Gruentzig醫師進行首例的臨床運用。雖然此項醫療手術的臨床治療效果顯著，但卻有三成到近一半比例的病患於接受此項手術的半年內會產生血管再阻塞（restenosis）的情況，而成為氣球擴張術在臨床應用上的一大障礙。雖然氣球擴張術所造成的血管再阻塞與動脈粥狀硬化（atherosclerosis）造成的血管內徑狹小相似，但其病理機制卻有所不同。動脈粥狀硬化的起因在於血管內壁的氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein；oxLDL）沈積與泡沫細胞（foam cells）形成的刺激而引起的一系列病理反應，但血管再阻塞則為手術後血管複雜的組織修復過程。雖然血管再阻塞的詳細病理機制仍未完全的釐清，但眾多的研究指出其形成主要牽涉到血管收縮性重塑（vascular contractile remodeling）以及血管內膜異常增生（neointima hyperplasia）的發生。而目前臨床上藥物塗佈支架（drug-coating stents）的合併運用則可將血管再阻塞的發生率降至10%左右，但仍無法完全抑制。因此，新的藥物塗佈支架的研究與開發仍是目前熱門的研究課題。

大鼠的頸動脈氣球擴張術為一個經常運用於研究血管再阻塞的動物模式。我們利用直徑2F的氣球導管由外頸動脈的切口往近心端伸入總頸動脈，並將氣球膨大後來回推拉數次導管使剝離血管內皮細胞與損傷血管壁。接著於血管外圍以內含藥物的pluronic gel包覆，藉此持續地局部釋放測試藥物以達到抑制血管內膜增生的作用。

本實驗室目前運用大鼠頸動脈氣球擴張術的動物模式、體外細胞實驗以及臨床病患血液樣品進行血管再阻塞相關議題的探討，包括：（一）、分離、純化與篩選具應用潛力可應用於藥物塗佈支架的中草藥來源成分。（二）、利用蛋白質體學的技術（例如二維電泳）解析血管再阻塞過程中相關蛋白質的分子調控機制。（三）、運用代謝質體學方法（例如LC-MS/MS）建立血管再阻塞相關代謝圖譜，作為血管藥物支架使用的參考依據，以及瞭解其變異的代謝途徑。（四）、利用基因體學技術（例如microarray）分析建立特定基因之單一核苷酸多型性（single nucleotide polymorphism；SNP）與血管在阻塞間的關連性。

我們的歷年研究顯示確實於天然物粗抽物、中草藥來源或合成的單一成分皆可找尋到具顯著抑制血管內膜增生的潛力藥物（Wu et al., 2001, 2004 & 2005^a,b; Sheu et al., 2010）。這些成分或粗抽物多藉由抑制細胞生長或遷移相關分子途徑（例如ERK/MAPK、FAK或PCNA），壓抑某些生長因子（例如TGF-b1），減少重要轉錄因子啟動子（promoter）活性（例如NF-κB），亦或者是藉由誘發細胞凋亡途徑（例如caspase-3/-9或PPAR）來達到抑制或減少血管平滑肌細胞的增生遷移作用，最後抑制血管再阻塞的發生。另外，藉由改變包覆劑型可促進藥物的吸收與運送以加強藥效（Chian CY, and Wu CH., 2008），而這樣的技術將可應用於藥物釋放支架以提供更有效的藥物運送系統。

 

Wu CH, Tsai BR, Hsieh WT, Chang GY, Mao SJ, and Chang WC. (2001) The preventive effects of G115 on balloon injury-induced neointima formation in rats. Life Sciences 70:669-679.

Wu CH, Chang WC, Chang GY, and Teng CM. (2004) The inhibitory mechanism of YC-1, a benzyl indazole, on smooth muscle cell proliferation: An in vitro and in vivo study. Journal of Pharmacological Sciences 94:252-260.

Wu CH, Chen CW, Chen HC, Chang WC, Sheu MJ, and Hung JS. (2005^a) Elucidating the Inhibitory Mechanisms of Magnolol on Rat Smooth Muscle Cell Proliferation. Journal of Pharmacological Sciences 4:392-399.

Wu CH, Pan JS, Chang WC, Hung JS, and Mao SJT. (2005^b) The Molecular Mechanism of Actinomycin D in Preventing Neointimal formation in Rat Carotid Arteries after Balloon Injury. Journal of Biomedical Science 3:503-512.

Chian CY, and Wu CH. (2008) Magnolol encapsulated by liposome in inhibiting smooth muscle cell proliferation. Journal of the Chinese Chemical Society 55:517-521.

Sheu MJ, Cheng HC, Chien YC, Chou PY, Huang GJ, Chen JS, Lin SY, and Wu CH. (2010) Molecular mechanism of green microalgae, Dunaliella salina, involved in attenuating balloon injury-induced neointimal formation. British Journal of Nutrition 7:1-10.