利血平對大鼠主動脈血管平滑肌細(xì)胞自噬的影響

王順民 楊曉丹 曾勇

[摘要] 目的 探討利血平與大鼠主動脈血管平滑肌細(xì)胞（RA-VSMC）自噬的關(guān)系。 方法 用含利血平或者厄爾平衡鹽緩沖液（EBSS）培養(yǎng)基體外培養(yǎng)RA-VSMC，MTT法檢測對照組、5 μmol/L利血平組、10 μmol/L利血平組、20 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組RA-VSMC的細(xì)胞活力;mRFP-GFP-LC3雙熒光體系示蹤RA-VSMC的自噬小體;實時熒光定量PCR（qPCR）以及蛋白免疫印跡（WB）實驗檢測對照組、10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組RA-VSMC自噬相關(guān)基因LC3和Beclin1的表達(dá)。 結(jié)果 MTT結(jié)果顯示，與對照組比較，5 μmol/L利血平組、10 μmol/L利血平組、20 μmol/L利血平組和50 μmol/L利血平組細(xì)胞活力均顯著降低（P < 0.05或P < 0.01）;mRFP-GFP-LC3雙熒光體系結(jié)果顯示，對照組和10 μmol/L利血平組細(xì)胞中無明顯自噬小體，50 μmol/L利血平組和EBSS組細(xì)胞形成明顯自噬小體;qPCR結(jié)果顯示，與對照組比較，10 μmol/L利血平組LC3 mRNA表達(dá)水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），50 μmol/L利血平組和EBSS組LC3 mRNA表達(dá)水平顯著升高（P < 0.05或P < 0.01）;10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組Beclin1 mRNA表達(dá)水平顯著升高（P < 0.01）;WB結(jié)果顯示，與對照組比較，10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比率顯著升高（P < 0.01），10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組Beclin1蛋白表達(dá)水平顯著升高（P < 0.01）。 結(jié)論 利血平可能通過自噬機(jī)制調(diào)控VSMC的增殖。

[關(guān)鍵詞] 利血平;血管平滑肌細(xì)胞;增殖;自噬

[中圖分類號] R692.31 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-7210（2020）06（a）-0004-04

[Abstract] Objective To explore the relationship of Reserpine and the autophagy of rat aortic vascular smooth muscle cells （RA-VSMC）. Methods RA-VSMC was cultured in medium with Reserpine or Earles balanced salt solution （EBSS） in vitro. MTT assay was used to detect the effect of Reserpine on the proliferation of RA-VSMC with 5 μmol/L Reserpine， 10 μmol/L Reserpine， 20 μmol/L Reserpine and 50 μmol/L Reserpine. The dual-fluorescence mRFP-GFP-LC3 was used to trace the autophagosomes of RA-VSMC. Real-time fluorescence quantitative PCR （qPCR） and Western blot （WB） were used to detect the expression of LC3 and Beclin1. Results The MTT results showed that compared with the control group， the cell viability in the 5 μmol/L Reserpine group， 10 μmol/L Reserpine group， 20 μmol/L Reserpine group and 50 μmol/L Reserpine group were significantly reduced （P < 0.05 or P < 0.01）. The results of the dual-fluorescence mRFP-GFP-LC3 showed that there were no significant autophagosomes in the cells of the control group and the 10 μmol/L Reserpine group， and the 50 μmol/L Reserpine group and EBSS group formed significant autophagosomes. qPCR results showed that compared with the control group， there was no significant difference in LC3 mRNA expression level in the 10 μmol/L Reserpine group and the control group （P > 0.05）. LC3 mRNA expression levels in 50 μmol/L Reserpine group and EBSS group increased significantly （P < 0.05 or P < 0.01）. Beclin1 mRNA expression levels was significantly increased in 10 μmol/L Reserpine group， 50 μmol/L Reserpine group and EBSS group （P < 0.01）. WB results showed that， compared with the control group， the 10 μmol/L Reserpine group， 50 μmol/L Reserpine group and EBSS group LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ ratio increased significantly （P < 0.01）， Beclin1 protein expression was significantly increased in 10 μmol/L Reserpine group， 50 μmol/L Reserpine group and EBSS group （P < 0.01）. Conclusion Reserpine may regulate the proliferation of vascular smooth muscle cells through autophagy.

[Key words] Reserpine; Vascular smooth muscle cells; Proliferation; Autophagy

血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）是構(gòu)成血管壁組織結(jié)構(gòu)及維持血管張力的主要細(xì)胞成分，通過緩慢的輕度收縮以維持血管壁的張力[1]。VSMC的異常增殖、凋亡、纖維沉積等病理改變，引起血管壁增厚、管腔變窄和血管壁結(jié)構(gòu)改變，最終導(dǎo)致血壓增加[2-3]。自噬被稱為Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡，是一種進(jìn)化保守的分解代謝途徑[4]。利血平是一類從蘿芙木屬多種植物中提出的吲哚型生物堿[5]，常用于治療高血壓[6]和精神分裂癥[7]。本研究利用利血平干預(yù)大鼠主動脈血管平滑肌細(xì)胞（RA-VSMC），觀察RA-VSMC自噬現(xiàn)象，為臨床上利血平治療高血壓提供新的實驗支持。

1 材料與方法

1.1材料

原代大鼠主動脈平滑肌細(xì)胞（RA-VSMC），利血平（MCE，貨號：27769）。

1.2 儀器

電子天平（RADWAG，AS 310.R2，310 g×0.1 mg）;倒置熒光顯微鏡（OLYMPUS，CKX53）;多功能酶標(biāo)儀（PE，VICTOR NIVO）;化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)（上海天能，5200 Multi）;定量PCR儀（Analytik jena，qTower 3.2G）

1.3 試劑

DMEM高糖培養(yǎng)基（Gibco，貨號：8118099）;胎牛血清（Gibco，貨號：42F3575K）;厄爾平衡鹽緩沖液（EBSS）（Procell，貨號：PM17JAN009）;MTT（Sigma）;Anti-LC3（proteintech，貨號：00062683）;Anti-Beclin 1（proteintech，貨號：00057705）;Anti-β-actin（proteintech，貨號：10004413）;Goat Anti-Rabbit IgG（H+L）HRP（聯(lián)科，貨號：A90534）;BeyoFast SYBR Green qPCR Mix（2×）（Beyotime，貨號：071219191022）。

1.4 細(xì)胞培養(yǎng)

RA-VSMC細(xì)胞培養(yǎng)于含1%雙抗和10%胎牛血清的DMEM完全培養(yǎng)基中，將細(xì)胞培養(yǎng)在37℃，5%CO2的無菌培養(yǎng)箱中。

1.5 MTT法檢測細(xì)胞增殖

RA-VSMC以1×105個/mL的比例接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，培養(yǎng)至90%以上的細(xì)胞貼壁。設(shè)置5個分組：對照組、5 μmol/L利血平組、10 μmol/L利血平組、20 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組。各組細(xì)胞更換為對應(yīng)培養(yǎng)基培養(yǎng)48 h，更換新鮮培養(yǎng)基，加入10 μL MTT（0.5 mg/mL），繼續(xù)培養(yǎng)4 h。移除培養(yǎng)基，添加DMSO，搖床輕搖15 min，酶標(biāo)儀下測定波長492 nm處OD值。

1.6 雙熒光體系觀察自噬小體

RA-VSMC細(xì)胞以1×105個/mL的比例接種于6孔板中，待細(xì)胞密度達(dá)到80%后，將mRFP-eGFP-LC3質(zhì)粒[8]轉(zhuǎn)染細(xì)胞，6 h后更換為完全培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h。設(shè)置4個分組：對照組、10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組。各組細(xì)胞更換為對應(yīng)培養(yǎng)基或EBSS溶液，繼續(xù)培養(yǎng)6 h。去除培養(yǎng)基，4%多聚甲醛溶液固定細(xì)胞10 min，DAPI染核。熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞內(nèi)綠色和紅色LC3的亮點（自噬體）的數(shù)量。

1.7 實時熒光定量PCR（qPCR）檢測LC3和Beclin1 mRNA的表達(dá)

RA-VSMC細(xì)胞以1×105個/mL的比例接種于6孔板中，培養(yǎng)48 h。細(xì)胞分組同“1.6”。各組細(xì)胞更換對應(yīng)培養(yǎng)基或EBSS溶液，繼續(xù)培養(yǎng)6 h，收集細(xì)胞。采用Trizol法提取細(xì)胞總RNA，并反轉(zhuǎn)錄為cDNA。采用qPCR法檢測LC3和Beclin1 mRNA的表達(dá)，反應(yīng)體系為20 μL。使用Primer Premier 5.0進(jìn)行引物設(shè)計，引物序列由上海生工生物公司合成。引物序列見表1。

1.8 蛋白免疫印跡實驗檢測LC3和Beclin-1蛋白的表達(dá)

細(xì)胞培養(yǎng)及分組同“1.6”。采用RIPA裂解液提取細(xì)胞總蛋白。蛋白經(jīng)SDS-PAGE電泳后，轉(zhuǎn)至PVDF膜，5%脫脂牛奶室溫封閉2 h，一抗4℃孵育過夜（LC3 1∶1000;Beclin1 1∶1500;β-actin 1∶3000）。相應(yīng)標(biāo)記HRP的辣根過氧化物酶標(biāo)記二抗室溫孵育1 h，使用化學(xué)發(fā)光液進(jìn)行顯色。使用Image J軟件測定吸光度，計算蛋白相對表達(dá)量。

1.9 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗或采用單因素方差分析。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同濃度利血平對RA-VSMC活力的影響

MTT結(jié)果顯示，與對照組比較，5 μmol/L利血平組、10 μmol/L利血平組、20 μmol/L利血平組和50 μmol/L利血平組細(xì)胞活力均顯著降低（P < 0.05或P < 0.01）。見圖1。

2.2 不同濃度利血平對RA-VSMC自噬的影響

雙熒光體系觀察RA-VSMC中綠色和紅色LC3-Ⅱ顆粒（自噬體），結(jié)果顯示，對照組和10 μmol/L利血平組細(xì)胞中無明顯自噬小體，50 μmol/L利血平組和EBSS組細(xì)胞形成明顯自噬小體，最右側(cè)一列為左側(cè)選中區(qū)域放大后結(jié)果。見圖2（封三）。

2.3 不同濃度利血平對自噬相關(guān)基因表達(dá)的影響

與對照組比較，10 μmol/L利血平組LC3 mRNA表達(dá)水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），50 μmol/L利血平組LC3 mRNA表達(dá)水平顯著升高（P < 0.05），EBSS組LC3 mRNA表達(dá)水平顯著升高（P < 0.01）;10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組Beclin1 mRNA表達(dá)顯著升高（P < 0.01）。見圖3。

2.4不同濃度利血平對自噬相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

與對照組比較，10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比率顯著升高（P < 0.01）;10 μmol/L利血平組、50 μmol/L利血平組和EBSS組Beclin1蛋白表達(dá)顯著升高（P < 0.01）。見圖4～5。

3 討論

高血壓作為一種最常見的慢性病，是心腦血管疾病最主要的危險因素，例如心肌梗死、腦梗死、慢性腎臟疾病等[9]。利血平是一類廣泛用于輕度和中度高血壓治療的藥物，同時還可用于治療精神分裂。一般認(rèn)為，利血平通過抑制交感神經(jīng)末梢囊泡中神經(jīng)遞質(zhì)的合成和貯存，妨礙交感神經(jīng)沖動，導(dǎo)致血管擴(kuò)張，血壓下降。最新研究顯示[10]，利血平可通過誘導(dǎo)自噬小體導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡，提示參與神經(jīng)細(xì)胞自噬可能是利血平治療神經(jīng)退行性疾病的一種方式。作為血管的主要組成部分，VSMC的異常增殖會引起血管結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致血壓升高[11]。因此本研究探討了利血平是否參與體外培養(yǎng)大鼠主動脈VSMC的自噬。

自噬現(xiàn)象是一種十分保守的細(xì)胞行為，在維護(hù)細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面起重要作用[12-13]，自噬調(diào)控的失調(diào)與多種疾病相關(guān)[14-16]。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生自噬后，LC3前體被ATG4剪切變成LC3-Ⅰ，隨后LC3-Ⅰ在ATG7和ATG3的作用下，經(jīng)過一系列反應(yīng)，生成LC3-Ⅱ，LC-Ⅱ/LC3-Ⅰ顯示了自噬水平的高低[17]。Beclin1是細(xì)胞自噬的關(guān)鍵起始蛋白，主要與PI3K形成復(fù)合物，調(diào)節(jié)ATG蛋白在自噬前體中的定位[18-19]。本研究通過mRFP-GFP-LC3雙熒光體系示蹤自噬小體，通過免蛋白疫印跡實驗檢測了LC3-II/LC3-Ⅰ和Beclin1的表達(dá)，確認(rèn)利血平可誘導(dǎo)主動脈平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生自噬。已有研究顯示[20-21]自噬與VSMC的凋亡、增殖、遷移、基質(zhì)分泌、收縮/舒張和分化等存在重要聯(lián)系;自噬直接影響著VSMC的生存與功能，并與血管疾病的發(fā)生發(fā)展也有密切聯(lián)系。自噬功能的缺陷或不足將導(dǎo)致動脈粥樣硬化和血管變窄。本研究結(jié)果顯示，誘導(dǎo)VMSC自噬可能是利血平發(fā)揮降低血壓功能的另一種方式。

綜上所述，本研究提示利血平對RA-VSMC具有一定的抑制作用，并誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自噬作用，均呈現(xiàn)濃度依賴性。因此，筆者推測利血平可直接作用于VSMC，并可能通過抑制VSMC的增殖達(dá)到降壓的效果。本研究揭示利血平在高血壓治療上的新靶點，為新藥開發(fā)及高血壓治療提供新的思路和理論依據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] ?Feil S，F(xiàn)ehrenbacher B，Lukowski R，et al. Transdifferentiation of vascular smooth muscle cells to macrophage-like cells during atherogenesis [J]. Circ Res，2014，115（7）：662-667.

[2] ?Yang J，Li X，Al-Lamki RS，et al. Sildenafil potentiates bone morphogenetic protein signaling in pulmonary arterial smooth muscle cells and in experimental pulmonary hypertension [J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol，2013，33（1）：34-42.

[3] ?Jaminon A，Reesink K，Kroon A，et al. The Role of Vascular Smooth Muscle Cells in Arterial Remodeling： Focus on Calcification-Related Processes [J]. Int J Mol Sci，2019，20（22）.pii：E5694.

[4] ?Saha S，Panigrahi DP，Patil S，et al. Autophagy in health and disease： A comprehensive review [J]. Biomed Pharmacother，2018，104：485-495.

[5] ?Leao AH，Sarmento-Silva AJ，Santos JR，et al. Molecular，Neurochemical，and Behavioral Hallmarks of Reserpine as a Model for Parkinson′s Disease：New Perspectives to a Long-Standing Model [J]. Brain Pathol，2015，25（4）：377-390.

[6] ?王奧昉.纈沙坦與利血平治療高血壓的療效研究[J].中國地方病防治雜志，2017，32（4）：440.

[7] ?王夏青.5-羥色胺2C受體激動劑抗精神分裂癥作用的潛在機(jī)制[D].重慶：西南大學(xué)，2018.

[8] ?黃楨鈞，劉彬，劉本榮，等.雙熒光mRFP-eGFP-LC3體系在細(xì)胞自噬中的作用[J].貴陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2015，40（10）：1029-1032.

[9] ?Shi W，Zhou Y，Wang H，et al. Synergistic interaction of hypertension and hyperhomocysteinemia on chronic kidney disease：Findings from the National Health and Nutrition Examination Survey 1999-2006 [J]. J Clin Hypertens （Greenwich），2019，21（10）：1567-1577.

[10] ?Lee KI，Kim MJ，Koh H，et al. The anti-hypertensive drug reserpine induces neuronal cell death through inhibition of autophagic flux [J]. Biochem Biophys Res Commun，2015，462（4）：402-408.

[11] ?蔡美麗，徐健飛.高血壓與心血管重構(gòu)相關(guān)關(guān)系的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與健康研究電子雜志，2018，2（8）：131，137.

[12] ?Smith M，Wilkinson S. ER homeostasis and autophagy [J]. Essays Biochem，2017，61（6）：625-635.

[13] ?Cadwell K. Crosstalk between autophagy and inflammatory signalling pathways：balancing defence and homeostasis [J]. Nat Rev Immunol，2016，16（11）：661-675.

[14] ?Um JH，Yun J. Emerging role of mitophagy in human diseases and physiology [J]. BMB Rep，2017，50（6）：299-307.

[15] ?Rybstein MD，Bravo-San pedro JM，Kroemer G，et al. The autophagic network and cancer [J]. Nat Cell Biol，2018，20（3）：243-251.

[16] ?Ma Y，Galluzzi L，Zitvogel L，et al. Autophagy and cellular immune responses [J]. Immunity，2013，39（2）：211-27.

[17] ?Liu C，Xu P，Chen D，et al. Roles of autophagy-related genes Beclin-1 and LC3 in the development and progression of prostate cancer and benign prostatic hyperplasia [J]. Biomed Rep，2013，1（6）：855-860.

[18] ?Xu F，F(xiàn)ang Y，Yan L，et al. Nuclear localization of Beclin 1 promotes radiation-induced DNA damage repair independent of autophagy [J]. Sci Rep，2017，7：45385.

[19] ?Wang RC，Wei Y，An Z，et al. Akt-mediated regulation of autophagy and tumorigenesis through Beclin 1 phosphorylation [J]. Science，2012，338（6109）：956-959.

[20] ?Tai S，Hu XQ，Peng DQ，et al. The roles of autophagy in vascular smooth muscle cells [J]. Int J Cardiol，2016， 211：1-6.

[21] ?Ibrahim YF，Shults NV，Rybka V，et al. Docetaxel Reverses Pulmonary Vascular Remodeling by Decreasing Autophagy and Resolves Right Ventricular Fibrosis [J]. J Pharmacol Exp Ther，2017，363（1）：20-34.

（收稿日期：2019-10-17 ?本文編輯：劉永巧）