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氟伐他汀對同型半胱氨酸誘導(dǎo)的凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1表達(dá)的影響

2016-11-12 08:26:49趙興山孫華毅胡文蘭北京積水潭醫(yī)院心血管內(nèi)科北京100035
中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào) 2016年18期
關(guān)鍵詞:氧化應(yīng)激

趙 穎 趙興山孫華毅 胡文蘭北京積水潭醫(yī)院心血管內(nèi)科,北京100035

氟伐他汀對同型半胱氨酸誘導(dǎo)的凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1表達(dá)的影響

趙穎趙興山▲孫華毅胡文蘭
北京積水潭醫(yī)院心血管內(nèi)科,北京100035

目的探討氟伐他汀對同型半胱氨酸(Hcy)誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1(LOX-1)信使核糖核酸(mRNA)表達(dá)的影響。方法分離培養(yǎng)HUVECs,分為正常對照組、Hcy刺激組:100μmol/LHcy與細(xì)胞孵育24 h,3種不同濃度的氟伐他汀干預(yù)組:分別以不同濃度的氟伐他汀(0.1、1、10μmol/L)預(yù)孵育細(xì)胞24 h,再與100μmol/LHcy共同培養(yǎng)24 h,應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)檢測LOX-1mRNA的表達(dá)。結(jié)果Hcy顯著誘導(dǎo)HUVECs LOX-1mRNA的表達(dá),氟伐他汀抑制Hcy誘導(dǎo)的LOX-1mRNA的表達(dá),并呈現(xiàn)一定劑量依賴性。結(jié)論Hcy可能通過LOX-1介導(dǎo)其內(nèi)皮損傷作用,氟伐他汀可能通過減少LOX-1過度表達(dá)發(fā)揮其抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。

氟伐他汀曰凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1曰同型半胱氨酸曰內(nèi)皮細(xì)胞曰動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化是心腦血管疾病的病理基礎(chǔ),內(nèi)皮功能障礙則是動(dòng)脈粥樣硬化的始動(dòng)環(huán)節(jié)。研究證實(shí)同型半胱氨酸(Hcy)能夠?qū)е聝?nèi)皮損傷,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成[1]。已知他汀類藥物具有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用,其中獨(dú)立于降脂作用以外的內(nèi)皮保護(hù)功能尤為重要。LOX-1作為氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)的內(nèi)皮細(xì)胞受體,通過介導(dǎo)oxLDL在內(nèi)皮細(xì)胞的多種生物學(xué)效應(yīng),參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成[2]。多種炎癥因子、氧化應(yīng)激因素都可誘導(dǎo)LOX-1的表達(dá)。但目前鮮有關(guān)于Hcy對內(nèi)皮細(xì)胞LOX-1表達(dá)誘導(dǎo)以及氟伐他汀對內(nèi)皮細(xì)胞LOX-1表達(dá)影響的研究。故本研究擬探討氟伐他汀在體外對Hcy誘導(dǎo)的LOX-1表達(dá)所具有的影響。

1 材料與方法

1.1一般材料

DL-同型半胱氨酸(Sigma公司),氟伐他汀原藥粉(Novartis公司,批號(hào):X0362),RPMI1640培養(yǎng)基、胎牛血清、人AB血清(GibcoBrl公司),青霉素、鏈霉素、膠原酶Ⅰ型(Sigma公司),0.25%胰蛋白酶及0.02%EDTA(HyClone公司),HEPES、PBS緩沖液、內(nèi)皮生長因子(Sigma公司),肝素鈉(Solarbio公司),內(nèi)皮細(xì)胞鑒定試劑盒(福州邁新生物技術(shù)開發(fā)有限公司),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Promega公司),通用PCR優(yōu)化試劑盒Ⅰ(博大泰克公司)。

1.2人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞分離培養(yǎng)與鑒定

無菌條件下取健康產(chǎn)婦臍帶,PBS緩沖液反復(fù)沖洗后,加0.1%膠原酶,37℃消化15 min,離心后加完全培養(yǎng)基RPMI1640(10%胎牛血清,10%人AB血清,100 U/m L青霉素,100μg/mL鏈霉素,50 ng/mL內(nèi)皮生長因子,50μg/mL肝素鈉儲(chǔ)存液),置37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng),24 h后換液,待人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞80%融合,用胰蛋白酶-EDTA消化傳代,經(jīng)Ⅷ因子鑒定后,第2~3代用于實(shí)驗(yàn)。

1.3實(shí)驗(yàn)分組

實(shí)驗(yàn)分為五組:①正常對照組:HUVECs與培養(yǎng)基孵育24 h;②Hcy刺激組:100μmol/LHcy與HUVECs孵育24 h;③低濃度氟伐他汀干預(yù)組:以0.1μmol/L氟伐他汀預(yù)處理HUVECs后,再與Hcy共同培養(yǎng)24 h;④中濃度氟伐他汀干預(yù)組:以1μmol/L氟伐他汀預(yù)處理HUVECs后,再與Hcy共同培養(yǎng)24 h;⑤高濃度氟伐他汀干預(yù)組:以10μmol/L氟伐他汀預(yù)處理HUVECs后,再與Hcy共同培養(yǎng)24 h。每組4個(gè)樣本。

1.4逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)淵RT-PCR冤檢測LOX-1m RNA的表達(dá)

培養(yǎng)結(jié)束后按常規(guī)方法提取細(xì)胞總RNA,并進(jìn)行純化,反轉(zhuǎn)錄為cDNA。用于LOX-1基因序列擴(kuò)增的引物序列:上游5'-AAGGACCAGCCTCATGAGAAG-3',下游5'-TTGGCATCCAAAGACAAGCAC-3'。以β-actin為內(nèi)參照物,引物序列:上游5'-GTGGGGCGCCCCAGGCACCA-3',下游5'-CTTCCTTAATGTCACGCACGATTTC-3'。PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃變性3.5min→94℃40 s→54℃退火1min→72℃延伸1 min,重復(fù)40個(gè)循環(huán)。PCR產(chǎn)物在1.5%瓊脂糖凝膠中電泳,紫光燈下拍照,將凝膠電泳圖像輸入GeneGenius凝膠分析系統(tǒng),應(yīng)用GeneTool計(jì)算同一管內(nèi)LOX-1與β-actin擴(kuò)增條帶吸光度比值作為其相對表達(dá)強(qiáng)度。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x依s)表示,各組間比較采用單因素方差分析,兩兩組間比較采用LSD-t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

正常對照組有極微量LOX-1mRNA的表達(dá)(0.08± 0.01)。與正常對照組比較,100μmol/LHcy與HUVECs孵育24 h顯著誘導(dǎo)LOX-1mRNA的表達(dá)(0.40±0.09),Hcy刺激組LOX-1mRNA水平(0.36±0.04)升高至正常對照組的5倍(P<0.05)。氟伐他汀干預(yù)組可減輕LOX-1 mRNA在HUVECs的過度表達(dá)。但與Hcy刺激組相比較,0.1μmol/L氟伐他汀組僅輕度減輕LOX-1mRNA水平。而1μmol/L氟伐他汀組(0.27±0.03)與10μmol/L氟伐他汀組(0.13±0.02)均可顯著降低LOX-1mRNA水平(P<0.05),且10μmol/L氟伐他汀組較1μmol/L氟伐他汀組的抑制作用比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),呈現(xiàn)出一定劑量依賴性。見圖1。

圖1 氟伐他汀對Hcy誘導(dǎo)的LOX-1 m RNA表達(dá)的影響

3 討論

LOX-1是1997年由Sawamura等[3]在牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)的oxLDL的一種新型受體,主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá),也存在于平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血小板和心肌細(xì)胞。其基礎(chǔ)表達(dá)水平較低,但可以被多種致動(dòng)脈粥樣硬化的因素所誘導(dǎo)增強(qiáng),包括oxLDL自身、氧化應(yīng)激、機(jī)械刺激的切應(yīng)力、腫瘤壞死因子-α、腫瘤生長因子-β1、C反應(yīng)蛋白、內(nèi)皮素-1、血管緊張素Ⅱ、血管緊張素Ⅱ受體、高糖[2]。LOX-1介導(dǎo)oxLDL在內(nèi)皮細(xì)胞的多種生物學(xué)效應(yīng),導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷,在動(dòng)脈粥樣硬化的形成中至關(guān)重要。

Hcy是近年來確認(rèn)的一種新的獨(dú)立的促動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因子。它通過內(nèi)皮損傷、氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)等多方面參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程。其中內(nèi)皮功能障礙是Hcy導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的重要原因。目前已知Hcy能夠破壞內(nèi)皮屏障、誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)亡、增加內(nèi)皮表面單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)和血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)等的表達(dá)、抑制內(nèi)皮衍生舒張因子的合成釋放和活性等,造成內(nèi)皮的損傷[4-6]。近期有研究發(fā)現(xiàn)在Hcy刺激下,內(nèi)皮細(xì)胞的oxLDL濃度明顯升高,同時(shí)LOX-1mRNA的表達(dá)顯著增加[7]。本研究應(yīng)用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞與Hcy共同孵育,結(jié)果顯示,LOX-1的基礎(chǔ)表達(dá)水平較低,而Hcy能夠顯著上調(diào)LOX-1mRNA的表達(dá),這與此前的研究結(jié)果相一致[7-8],上述結(jié)果提示Hcy可能通過LOX-1導(dǎo)致內(nèi)皮損傷,參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成。

有研究表明Hcy可促進(jìn)低密度脂蛋白氧化修飾成oxLDL[9],而oxLDL即可上調(diào)LOX-1的表達(dá),本研究中Hcy上調(diào)LOX-1表達(dá)的機(jī)制可能就經(jīng)由oxLDL途徑進(jìn)行。氧化應(yīng)激是Hcy造成內(nèi)皮損傷的主要機(jī)制之一。Hcy易于自身氧化,生成超氧陰離子,產(chǎn)生活性氧(ROS),降低一氧化氮(NO)生物活性。Hcy還通過降低抗氧化酶的生物活性間接導(dǎo)致氧化應(yīng)激的產(chǎn)生[10]。據(jù)此推測Hcy很可能通過產(chǎn)生的ROS以及所形成的氧化應(yīng)激上調(diào)LOX-1的表達(dá)。Miki等[11]的研究中在加入Hcy前,事先用抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸處理胎牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞,結(jié)果部分抑制了Hcy誘導(dǎo)的LOX-1表達(dá),亦提示Hcy可通過氧化應(yīng)激上調(diào)LOX-1的表達(dá)。

他汀類藥物廣泛應(yīng)用于高脂血癥的治療。有關(guān)冠心病患者的臨床試驗(yàn)證實(shí)他汀類藥物能夠降低主要心血管事件的風(fēng)險(xiǎn),延緩動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展[12-13]。他汀類藥物對心血管病發(fā)病率和病死率的降低得益于他汀類的多效性。他汀類除了直接抑制膽固醇合成外,還具有獨(dú)立于降脂作用以外的多效性,包括改善內(nèi)皮功能、抑制平滑肌細(xì)胞增殖、減少血管炎性反應(yīng)和抗血小板作用等。oxLDL經(jīng)內(nèi)皮細(xì)胞攝取后,內(nèi)皮細(xì)胞激活,內(nèi)皮細(xì)胞分泌功能及完整性改變,繼而白細(xì)胞、單核細(xì)胞及血小板沉積在血管內(nèi)膜,完成了動(dòng)脈粥樣硬化的早期進(jìn)程,在此過程中LOX-1激活至關(guān)重要[14-16]。目前已有一些關(guān)于他汀類藥物在體外抑制LOX-1表達(dá)的研究。辛伐他汀、阿托伐他汀、普伐他汀預(yù)處理人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞可以下調(diào)ox-LDL誘導(dǎo)的LOX-1表達(dá)[17-20]。辛伐他汀還可以在鼠血管平滑肌細(xì)胞下調(diào)ox-LDL誘導(dǎo)的LOX-1表達(dá)[21]。洛伐他汀可以下調(diào)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞的LOX-1表達(dá)[22]。氟伐他汀能夠下調(diào)血管平滑肌細(xì)胞的LOX-1表達(dá)[23]。但有關(guān)氟伐他汀在內(nèi)皮細(xì)胞對LOX-1表達(dá)的研究鮮有報(bào)道。本研究應(yīng)用氟伐他汀預(yù)處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞,以Hcy作為刺激因子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氟伐他汀能夠抑制Hcy誘導(dǎo)的LOX-1表達(dá),提示氟伐他汀可能通過下調(diào)LOX-1過度表達(dá)發(fā)揮內(nèi)皮保護(hù)作用,改善Hcy對內(nèi)皮的損傷。在本研究中高濃度(10μmol/L)氟伐他汀比低濃度(1μmol/L)氟伐他汀對Hcy誘導(dǎo)的LOX-1mRNA表達(dá)的抑制作用更強(qiáng),具有濃度依賴性。在此前的研究中,辛伐他汀及阿托伐他汀亦呈現(xiàn)出類似的濃度依賴性[17-19]。

目前對于他汀類藥物下調(diào)LOX-1表達(dá)的作用機(jī)制還未明確。有研究發(fā)現(xiàn)他汀類藥物可增加內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的穩(wěn)定性、增加內(nèi)皮細(xì)胞NO的產(chǎn)生,其中氟伐他汀能增加培養(yǎng)的人血管內(nèi)皮細(xì)胞的eNOS濃度[24]。離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氟伐他汀不僅能保護(hù)ox-LDL不被氧化,還可有效清除自由基活性[25]。均證實(shí)氟伐他汀的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用并不限于它的降脂作用,是與它的抗氧化效應(yīng)亦相關(guān)。而內(nèi)皮細(xì)胞LOX-1的表達(dá)受到氧化應(yīng)激狀態(tài)的誘導(dǎo),因此認(rèn)為Hcy氧化產(chǎn)生ROS,形成的氧化應(yīng)激上調(diào)了LOX-1在內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá),而氟伐他汀可能通過其抗氧化作用抑制Hcy對LOX-1表達(dá)的上調(diào)作用。

本研究也有一些缺陷和不足,對LOX-1表達(dá)的檢測采用半定量的RT-PCR方法,未采用更為精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)定量PCR或結(jié)合蛋白質(zhì)印跡同時(shí)分析檢測LOX-1的蛋白表達(dá)。沒能進(jìn)一步證實(shí)氧化應(yīng)激是氟伐他汀與Hcy對LOX-1表達(dá)調(diào)控的作用機(jī)制,因此尚需更多的研究去探究他汀類藥物對LOX-1表達(dá)調(diào)控的具體作用機(jī)制。

綜上所述,本研究揭示了Hcy致動(dòng)脈粥樣硬化的可能機(jī)制,Hcy可能通過上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞的LOX-1表達(dá)形成內(nèi)皮損害而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。同時(shí)發(fā)現(xiàn)氟伐他汀可能通過調(diào)控LOX-1表達(dá)發(fā)揮其抗動(dòng)脈粥樣硬化作用,氟伐他汀能夠下調(diào)Hcy誘導(dǎo)的LOX-1過度表達(dá),提示對抗Hcy、抑制LOX-1表達(dá)可能為他汀類藥物降脂作用以外的多效性。

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Effect of fluvastatin on lectin-like oxidized low-density lipoprotein recep-tor-1 expression induced by homocysteine in human umbilical vein en-dothelial cells

ZHAO Ying ZHAO Xingshan▲SUN Huayi HUWenlan
Department of Cardiology,Beijing Jishuitan Hospital,Beijing 100035,China

Objective To investigate the effect of fluvastatin on the expression of LOX-1 induced by homocysteine(Hcy)in cultured human umbilicalvein endothelial cells(HUVECs).M ethods Human umbilicalvein endothelial cellswere cultured and treated with Hcy(100μmol/L for 24 hours)alone,or pre-treated with fluvastatin(0.1,1 or 10μmol/L for 24 h),followed by Hcy treatment.After respective treatment,the expression of lectin-like ox-LDL receptor-1(LOX-1)wasmeasured by reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR).Results Hcy(100 umol/L)treatment up regulated the expression of LOX-1 in HUVECs.Pretreatment of HUVECswith fluvastatin(0.1,1 or 10μmol/L)decrease Hcy-induced expression of LOX-1.A high concentration of fluvastatin(10 umol/L)wasmore potent than the lower concentration(1μmol/L).Conclusion These observations indicate that endothelial dysfunction elicited by Hcymay beassociated with an increase of LOX-1 expression.Inhibition of expression of LOX-1 may be anothermechanism of beneficial effects of statins in vascular diseases.

Fluvastatin;Lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1;Homocysteine;Endothelial cells;Atherosclerosis

R972

A

1673-7210(2016)06(c)-0169-04

(2016-02-23本文編輯:趙魯楓)

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