葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導HUVECs細胞損傷的影響

袁向科， 江 瑞

(1.河南省中醫院周圍血管科，河南 鄭州 450002；2.河南中醫藥大學第三附屬醫院老年病科，河南 鄭州 450003)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心腦血管疾病的共同病理基礎，可由高血壓、高血糖、高血脂等多種因素引發，嚴重危害人類健康[1-2]。氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)是早期動脈粥樣硬化發生和發展的重要因素，其誘導的血管內皮損傷能促進泡沫細胞的形成，釋放大量炎性反應因子，進而加重該病病程[3]。因此，減少ox-LDL誘導的內皮損傷是預防和治療動脈粥樣硬化的有效途徑。

目前，黃酮類化合物因其抗炎、抗氧化等功能[4-5]在防治動脈粥樣硬化方面受到廣泛的關注[6-7]。葛根素6″-O-木糖苷是葛根中的主要異黃酮[8]，具有顯著的抗腫瘤[9-10]、抗骨質疏松[11]活性，但該成分對血管內皮損傷的作用尚未見報道。因此，本研究采用ox-LDL誘導人臍靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)損傷，探討葛根素6″-O-木糖苷對HUVECs活性、凋亡、炎性損傷及NF-κB信號通路的影響。

1 材料

HUVECs購自美國典型培養物保藏中心。DMEM培養液、胎牛血清、胰蛋白酶購自美國Gibco公司；ox-LDL、維生素E購自美國Sigma公司。葛根素6″-O-木糖苷(純度大于98%)購自上海同田生物科技有限公司。MTT試劑盒、IL-1β、TNF-α ELISA試劑盒購自江蘇凱基生物有限公司；caspase-3活性檢測試劑盒、RIPA細胞裂解液、PMSF、BCA蛋白定量試劑盒購自上海碧云天生物技術有限公司；cleaved caspase-3、ICAM1、VCAM1、p-p65、p-IκB-α、GAPDH等一抗購自英國Abcam公司和武漢博士德生物工程有限公司；二抗購自北京中衫金橋生物有限公司。

2 方法

2.1 細胞培養、分組及給藥 將HUVECs置于含10%胎牛血清的DMEM培養基中，在37 ℃、5% CO2培養箱中培養。當細胞生長至80%～90%時，用0.25%胰酶進行消化傳代培養。將HUVECs隨機分為6組，分別為對照組，正常培養48 h；ox-LDL組，正常培養基培養24 h后，100 μg/mL ox-LDL處理24 h；葛根素6″-O-木糖苷10、20、40 μmol/L組，10、20、40 μmol/L葛根素6″-O-木糖苷處理24 h后，100 μg/mL ox-LDL處理24 h；維生素E組，200 μg/L維生素E處理24 h后，100 μg/mL ox-LDL處理24 h。

2.2 MTT檢測細胞活性 將細胞接種到96孔板上，按“2.1”項下方法處理，每孔加入10 μL MTT(0.5 mg/mL)，在37 ℃培養箱中孵育4 h，棄去培養基，每孔加入150 μL二甲基亞砜溶液，振蕩15 min, 在490 nm波長處檢測光密度(OD)值，計算細胞活性。

2.3 試劑盒檢測細胞caspase-3活性 將細胞接種到6孔板上，按“2.1”項下方法處理，胰酶消化貼壁細胞，4 ℃離心5 min收集細胞，按caspase-3活性檢測試劑盒說明書進行操作，在405 nm波長處檢測OD值，計算caspase-3相對活性。

2.4 ELISA法檢測細胞上清液IL-1β、TNF-α水平 按“2.1”項下方法處理細胞，離心收集細胞上清液，按ELISA試劑盒說明書檢測IL-1β、TNF-α水平。

2.5 Western blot 檢測細胞相關蛋白表達 將細胞接種到24孔板上，按“2.1”項下方法處理，每孔加入RIPA裂解液與PMSF的混合液(100∶1)裂解細胞15 min，離心收集上清，即為總蛋白，采用BCA蛋白定量試劑盒進行蛋白定量，取適量樣本進行SDS-PAGE凝膠電泳，采用半干轉方法將蛋白質轉移到硝酸纖維素膜上，5%脫脂奶粉室溫封閉1 h，加入一抗，在4 ℃下過夜孵育，再加入二抗，室溫孵育1 h，采用紅外激光成像系統掃描。以GAPDH為內參，分析蛋白相對表達。

3 結果

3.1 葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導的HUVECs細胞活性的影響 如圖1A所示，0、10、20、30、40 μmol/L葛根素6″-O-木糖苷處理HUVECs后，細胞活性無明顯變化(P>0.05)，表明該成分無細胞毒性。如圖1B所示，與對照組比較，ox-LDL可導致HUVECs的細胞活性下降(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的HUVECs細胞活性下降(P<0.05)。

3.2 葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導的HUVECs細胞caspase-3表達的影響 如圖2A所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞caspase-3活性升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷組呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的caspase-3活性升高(P<0.05)。如圖2B所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞cleaved caspase-3蛋白表達升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的cleaved caspase-3表達升高(P<0.05)。

注：與對照組比較，*P<0.05；與ox-LDL組比較，#P<0.05。圖2 各組HUVECs細胞caspase-3表達

3.3 葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導的HUVECs細胞上清液中炎性因子的影響 如圖3所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞上清液中IL-1β(圖3A)、TNF-α(圖3B)水平升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的IL-1β、TNF-α水平升高(P<0.05)。

注：與對照組比較，*P<0.05；與ox-LDL組比較，#P<0.05。圖3 各組HUVECs細胞上清液中炎性因子水平

3.4 葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導的HUVECs細胞中黏附分子的影響 如圖4所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞中ICAM1(圖4A)、VCAM1(圖4B)蛋白表達升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的ICAM1、VCAM1表達升高(P<0.05)。

注：與對照組比較，*P<0.05；與ox-LDL組比較，#P<0.05。圖4 各組HUVECs細胞中黏附分子的表達

3.5 葛根素6″-O-木糖苷對ox-LDL誘導的HUVECs細胞NF-κB通路的影響 如圖5A所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞p-p65蛋白表達升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的p-p65蛋白表達升高(P<0.05)。如圖5B所示，與對照組比較，ox-LDL組細胞p-IκB-α表達升高(P<0.05)；與ox-LDL組比較，葛根素6″-O-木糖苷呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的p-IκB-α蛋白表達升高(P<0.05)。

注：與對照組比較，*P<0.05；與ox-LDL組比較，#P<0.05。圖5 各組HUVECs細胞NF-κB通路蛋白表達

4 討論

血管內皮損傷是導致動脈粥樣硬化發展的始動環節[12]，在該病病灶部位中ox-LDL水平升高。HUVEC具有與動脈血管內皮細胞相似的生物學特征，用ox-LDL體外誘導HUVECs，可以模擬體內血管內皮損傷。本研究發現，葛根素6″-O-木糖苷能夠抵抗ox-LDL 誘導的HUVECs細胞損傷，提高細胞活性，抑制細胞凋亡和炎性反應。

在動脈粥樣硬化斑塊中存在廣泛的內皮細胞凋亡，損傷的內皮細胞能夠誘導IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性因子和VCAM1、ICAM1等黏附分子的產生，加速白細胞向內皮細胞的黏附和級聯炎性反應[13]。通過ox-LDL誘導HUVECs，使得HUVEC細胞活性下降，caspase-3活性和表達提高，且IL-1β、TNF-α、VCAM1和ICAM1表達升高。Bhaskar等[14]發現槲皮素降低ox-LDL誘導的HUVECs中VCAM1、ICAM1、MCP-1和IL-6等炎性介質表達。槲皮素和蘆丁調節JAK2通路抑制ox-LDL誘導的內皮細胞凋亡[15]。芳香新塔花總黃酮抑制炎癥反應來保護內皮細胞[16]。本研究中葛根素6″-O-木糖苷能夠呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的HUVECs細胞損傷，包括提高細胞活性，降低caspase-3表達，且下調IL-1β、TNF-α、VCAM1和ICAM1表達。

NF-κB是一種重要的轉錄因子，廣泛參與癌癥、炎癥和免疫疾病的發展[17-18]，其信號通路的激活與動脈粥樣硬化的發展進程密切相關[19-21]。Bhaskar等[14]發現槲皮素通過調控NF-κB信號通路減少動脈粥樣硬化炎性和黏附分子的表達。Deng等[22]發現葛根素通過抑制NF-κB信號通路可抵抗LPS誘導的血管內皮損傷。本研究發現ox-LDL處理導致HUVECs細胞中p-p65和p-IκB-α表達升高，激活NF-κB信號通路；而葛根素6″-O-木糖苷處理能夠呈劑量依賴性地抑制ox-LDL誘導的p-p65和p-IκB-α表達升高。

綜上所述，本研究證實了葛根素6″-O-木糖苷在ox-LDL誘導的HUVECs細胞中發揮重要的作用，包括提高細胞活性，抑制細胞凋亡，降低炎性因子和黏附分子水平，與抑制NF-κB信號通路有關。