周春剛,陸 曙,王書樂(lè),張志斌
(南京中醫(yī)藥大學(xué)無(wú)錫附屬醫(yī)院 中心實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫214001)
研究表明,致動(dòng)脈粥樣硬化的因素包括ANGⅡ、氧化修飾低密度脂蛋白及氧化應(yīng)激反應(yīng)等均能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。內(nèi)皮細(xì)胞凋亡影響血管調(diào)節(jié),致血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移,促進(jìn)血液凝固,進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成與發(fā)展[1]。ANGⅡ作為內(nèi)皮細(xì)胞的主要促凋亡因子,其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡機(jī)制尚未完全闡明,本文通過(guò)ANGⅡ誘導(dǎo)體外培養(yǎng)大鼠動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞株(RAOEC)細(xì)胞凋亡,探討其誘導(dǎo)凋亡機(jī)制。
1.1 大鼠動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞株(RAOEC R304-05)(上海拜力生物科技有限公司購(gòu)買),DMEM高糖(GIBCO),10%FBS(GIBCO),4mM L-G(L-谷氨酰胺)(GIBCO),1mM 丙酮酸鈉(GIBCO),0.25%胰酶 (GIBCO)AngiotensinⅡ5mg(美國(guó)ENZO),纈沙坦(北京諾華制藥有限公司),PD123319(北京科海榮京生物科技有限公司),Annexin V/PI雙染流式細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(美國(guó)BD),SYBR Prime-Script RT-PCR Kit Ⅱ 試 劑 盒 (TAKARA DRR083S),流式細(xì)胞儀(美國(guó) BD),LightCycler480 PCR儀(德國(guó) ROCHE),二氧化碳培養(yǎng)箱(美國(guó)NUAIRE)。
1.2 RAOEC細(xì)胞培養(yǎng)和處理 RAOEC細(xì)胞株生長(zhǎng)在含有10%胎牛血清,4mM L-G,1mM丙酮酸鈉,100U/ml青霉素,100μg/ml鏈霉素的 DMEM高糖培養(yǎng)基中培養(yǎng),37℃5%CO2的二氧化碳培養(yǎng)箱中傳代培養(yǎng)。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期RAOEC細(xì)胞,每孔接種8×104個(gè)細(xì)胞,ANGⅡ(10-5M,10-6M,10-7M,10-8M,10-9M),10-7M ANGⅡ(6h、12h、18h、24 h、48h),10-5M 纈沙坦和10-5M PD123319實(shí)驗(yàn)組均設(shè)復(fù)孔,每個(gè)實(shí)驗(yàn)需重復(fù)3-4次。
1.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡 取1×106個(gè)細(xì)胞,1ml 4%多聚甲醛(PFA)固定20min,PBS洗2次,棄上清,沉淀細(xì)胞分2管,作為Annexin V和PI單陽(yáng)性對(duì)照以調(diào)節(jié)熒光補(bǔ)償。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞用冷PBS洗2次,0.25%胰酶消化處理,Annexin V 和PI標(biāo)記后進(jìn)行流式檢測(cè)。
1.4 逆轉(zhuǎn)錄和實(shí)時(shí)熒光定量PCR及溶解溫度曲線(Tm)分析 實(shí)時(shí)熒光定量PCR采用兩步法,管家基因β-actin作為內(nèi)參基因,目的基因和內(nèi)參基因引物序列見(jiàn)表1,由上海博彩生物科技有限公司合成。目標(biāo)DNA擴(kuò)增結(jié)束后再運(yùn)行熔解程序,溶解曲線分析采用LightCycler Relative Quantification(Version 1.5)軟件,用于產(chǎn)物的特異性分析,2%瓊脂糖凝膠電泳亦用于擴(kuò)增產(chǎn)物的大小及特異性鑒定。
1.5 相對(duì)定量分析 相對(duì)定量分析采△△CT法,標(biāo)準(zhǔn)化比值計(jì)算公式采用2-△△CT[2]。以未加 ANGⅡ?qū)φ湛准?xì)胞作為校準(zhǔn)品(calibrator),實(shí)驗(yàn)組mRNA水平與校準(zhǔn)品mRNA水平比較的相對(duì)比值作為定量值。
1.6 統(tǒng)計(jì)方法 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS11.5處理,數(shù)值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,兩組間差異統(tǒng)計(jì)性分析采用Student’st-test,P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 流式細(xì)胞儀檢測(cè)ANGⅡ誘導(dǎo)RAOEC細(xì)胞凋亡率 結(jié)果顯示10-6M和10-7M ANGⅡ誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞24h凋亡率為20%-30%,與空白對(duì)照組比較,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而更高或者更低濃度的 ANG Ⅱ(10-5M,10-8M,10-9M)并沒(méi)有引起更高的凋亡率。10-7M ANGⅡ誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞6h和48h凋亡率分別為(13.2±1.25)%和(16±2.11)%,而12h-24h凋亡率顯著升高,凋亡率為25%-27%,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),AT1R特異性受體拮抗劑纈沙坦干預(yù)ANGⅡ(10-7M)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡組24h凋亡率為(19.28±2.23)%,AT2R特異性受體拮抗劑PD123319組凋亡率為(14.24±1.74)%,纈沙坦和PD123319聯(lián)合干預(yù)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡率為(6.27±1.44)%,與未加拮抗劑的ANGⅡ組[凋亡率(34±1.86)%]差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.2 RT-qPCR產(chǎn)物電泳及Tm曲線分析(表1)目的基因及內(nèi)參基因的PCR產(chǎn)物經(jīng)2%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定,結(jié)果顯示擴(kuò)增產(chǎn)物均為單一條帶,無(wú)引物二聚體形成。擴(kuò)增產(chǎn)物具有單一明顯而尖削的峰圖說(shuō)明產(chǎn)物的特異性,不同的基因片段具有不同的Tm。每一個(gè)Tm對(duì)應(yīng)一個(gè)溶解曲線峰。
2.3 RT-qPCR熒光相對(duì)定量凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)分子mRNA表達(dá)水平(圖1,圖2)
與未加ANGⅡ的對(duì)照孔比較,10-7M ANGⅡ24hAT1R和AT2RmRNA表達(dá)水平顯著上調(diào),分別為2.48±0.562和2.14±0.290,F(xiàn)as、caspase 8、caspase9和BAX mRNA表達(dá)水平顯著上調(diào),分別為2.058±0.234,1.93±0.377,2.022±0.157,2.037±0.035,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。FasL、Bcl-2、XIAP mRNA表達(dá)水平略有上調(diào),相對(duì)值分別為1.602±0.592,1.298±0.342,1.216±0.272,細(xì)胞Fas-相關(guān)性死亡結(jié)構(gòu)域樣白介素-1β轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白(c-FLIP)mRNA 表達(dá)水平為1.044±0.189,但差異均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。caspase8/c-FLIP比值 及Bcl-2/BAX比值分別為1.849±0.462和0.541±0.265,與未加 ANG Ⅱ的對(duì)照孔比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
圖1 ANGⅡ誘導(dǎo)RAOEC凋亡ATR及Fas/FasL死亡途徑相關(guān)凋亡蛋白mRNA表達(dá)水平
圖2 ANGⅡ誘導(dǎo)RAOEC凋亡ATR及胞內(nèi)線粒體途徑相關(guān)凋亡蛋白mRNA表達(dá)水平
表1 目的基因和內(nèi)參基因引物序列及產(chǎn)物特征
細(xì)胞凋亡兩個(gè)主要途徑,胞外死亡受體途徑和胞內(nèi)線粒體途徑,并不是孤立存在,不同水平受多種調(diào)控因子控制,多種促凋亡分子與抑制凋亡分子相互作用,構(gòu)成多種分子共同作用的復(fù)雜調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)[4]。在ANGⅡ誘導(dǎo)凋亡模型中,隨凋亡率增加Fas和caspase 8mRNA 水平顯著升高,caspase 8/c-FLIP比值升高,胞內(nèi)線粒體途徑中BAX、caspase 9mRNA水平顯著上調(diào),Bcl-2/BAX比值顯著降低。由此可見(jiàn),ANGⅡ誘導(dǎo)大鼠動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡與Fas、caspase 8、BAX和caspase 9上調(diào)有關(guān),表明兩個(gè)凋亡途徑均有參與,而我們的研究結(jié)果尚需在蛋白水平進(jìn)一步證實(shí)。
ANGⅡ的生物學(xué)作用依賴細(xì)胞類型的不同,通過(guò)活化其受體AT1R和AT2R促進(jìn)生長(zhǎng)或凋亡[5-9]。我們?cè)趯?duì)ANG Ⅱ誘導(dǎo)大鼠動(dòng)脈內(nèi)皮凋亡模型研究發(fā)現(xiàn),ANGⅡ誘導(dǎo)大鼠動(dòng)脈內(nèi)皮凋亡作用具有時(shí)間和劑量依賴性,高濃度和低濃度或者延長(zhǎng)作用時(shí)間都不能增加凋亡率,與相關(guān)研究報(bào)道一致[10],不同ANG Ⅱ濃度誘導(dǎo)凋亡率與AT1R和AT2RmRNA表達(dá)水平呈直線相關(guān),隨凋亡率增加,AT1R和AT2RmRNA表達(dá)水平上調(diào),纈沙坦和PD123319分別單獨(dú)干預(yù)后,凋亡率減低,AT1R和AT2RmRNA表達(dá)水平均顯著下調(diào),而單獨(dú)應(yīng)用均不能完全抑制ANGⅡ誘導(dǎo)內(nèi)皮凋亡,可能是AT受體與相應(yīng)拮抗劑結(jié)合后,ANGⅡ通過(guò)另一AT受體,起到促凋亡作用,而聯(lián)合應(yīng)用則能完全抑制其誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,結(jié)果表明AT1R和AT2R信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與ANGⅡ誘導(dǎo)內(nèi)皮凋亡。ANGⅡ作為RAAS系統(tǒng)重要的促凋亡因子,內(nèi)皮細(xì)胞凋亡加速動(dòng)脈粥樣硬化的形成和發(fā)展,ANGⅡ受體拮抗劑可能通過(guò)保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞,預(yù)防動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡導(dǎo)致血管重塑,抑制粥樣斑塊形成和發(fā)展。故闡明ANGⅡ在死亡信號(hào)傳導(dǎo)通路級(jí)聯(lián)關(guān)鍵調(diào)節(jié)點(diǎn)的作用機(jī)制,對(duì)尋找針對(duì)這些關(guān)鍵調(diào)節(jié)點(diǎn)具有特異性抑制作用藥物或其他措施,為臨床藥物治療和預(yù)防開拓思路具有重要意義。
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