李恒斌 朱文博 王 冰 趙良辰
(吉林市中心醫(yī)院心內科,吉林 吉林 132011)
中藥沙棘有止咳祛痰、活血散瘀等作用,槲皮素(Que)是其主要黃酮類成分之一〔1〕。Que在心血管疾病的治療和預防方面有廣泛的應用前景,但是其對心肌纖維化的防治作用未見報道。本實驗擬觀察Que對血管緊張素(Ang)Ⅱ所致心肌細胞纖維化的抑制作用及信號傳導機制。
1.1動物及藥品 新出生的Wistar大鼠(SPF),雌雄不限,購于吉林大學實驗動物中心;Que、AngⅡ、轉化生長因子(TGF)-β1購于美國Sigma公司;DMEM/F12培養(yǎng)基購于上?;鈱崢I(yè)有限公司;胎牛血清、胰蛋白酶購于杭州四季青生物工程材料有限公司;TGF-β1 ELISA試劑盒購于上海恒遠生物科技有限公司;聚合酶鏈反應(PCR)引物購于深圳華安平康生物科技有限公司;TRIZOL reagent,M-MLV逆轉錄酶購于Invitrogen公司;羥脯氨酸試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、丙二醛(MDA)試劑盒購于南京建成生物公司。
1.2儀器 WD-9417A酶標儀,北京市六一儀器廠;725N紫外可見分光光度計,上海欣茂儀器有限公司;細胞超凈工作臺,上海基星生物科技有限公司;CO2培養(yǎng)箱, Helaeus公司。
1.3細胞分離、培養(yǎng)及分組 取3日齡新生Wistar乳鼠,處死后無菌條件下剪取出心室,放入D-Hanks液中清洗、剪碎,用槍吹打數(shù)次,離心5 min,棄去上清,置于37℃水浴中,加入胰蛋白酶消化10 min,10%血清終止。1 500 r/min離心5 min,取上清,細胞加入DMEM/ F12培養(yǎng)基中,37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)90 min,使用差速貼壁方法將心肌細胞除去。取3~4代心肌成纖維細胞(CFB)進行實驗。取96孔板接種對數(shù)生長期細胞,基礎培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h。棄上清,加入不同濃度的Que干預24 h,實驗分組:①對照組:完全培養(yǎng)基(15%胎牛血清);②AngⅡ組:含AngⅡ10~7 μmol/L;③AngⅡ10~7 μmol/L+Que10 μmol/L組。④AngⅡ10~7 μmol/L+Que 20 μmol/L組。⑤AngⅡ10~7 μmol/L+Que 40 μmol/L組。
1.5MTT法檢測CFB增殖情況 將 CFB接種于96孔板(1×103個/孔),每孔150 μl,培養(yǎng)24 h。加入各實驗組150 μl,培養(yǎng)24 h。加入MTT溶液(5 mg/ml)20 μl/孔,孵育4 h,棄上清,加 DMSO 150 μl/孔,放置振板儀上10 min。酶標儀檢測570 nm處OD值,實驗設4復孔,取平均值。
1.6細胞上清液SOD、MDA、Ⅰ型膠原(Col Ⅰ)、TGF-β1含量的測定 CFB培養(yǎng)24 h,離心,取上清,-80℃保存。比色法測定SOD、 MDA含量,測定羥脯氨酸含量反映膠原含量, ELISA法測定TGF-β1含量,全部按照試劑盒要求操作。
1.7實時聚合酶鏈反應(RT- PCR)法檢測各組細胞中Col Ⅰ、TGF-β1的mRNA表達 將CFB接種于24孔板(1×104個/孔),加入基礎培養(yǎng)基,孵育24 h。加入各實驗組,培養(yǎng)24 h。離心,收集細胞,提取總RNA,逆轉錄為cDNA,按試劑盒操作說明操作,進行PCR擴增,電泳,凝膠分析系統(tǒng)進行密度分析。
1.8統(tǒng)計學分析 使用SPSS13.0軟件進行t檢驗。
2.1各組CFB增殖比較 與對照組比較,AngⅡ組CFB數(shù)量明顯增加(P<0.05);與AngⅡ組比較,Que各組CFB數(shù)量減少(P<0.05),且呈劑量依賴性。見表1。
表1 各組CFB增殖、Col Ⅰ、TGF-β1含量、SOD、MDA水平比較±s,n=8)
2.2各組CFB培養(yǎng)液上清ColⅠ、TGF-β1含量比較 與對照組相比,AngⅡ組Col Ⅰ、 TGF-β1含量明顯增加(P<0.01),與 Ang Ⅱ組比, Que各組含量降低(P<0.05,P<0.01)。見表1。
2.3各組CFB培養(yǎng)液上清的SOD、MDA的影響 與對照組比較,AngⅡ組SOD活性降低,MDA含量顯著增加(P<0.05,P<0.01);而與 Ang Ⅱ組比, Que各組SOD的活性增強, Que(20,40 μmol/L)組MDA含量減少(P<0.05,P<0.01)。見表1。
2.4各組Col Ⅰ、TGF-β1 mRNA表達 Que組Col Ⅰ及TGF-β1 mRNA表達明顯降低(P<0.01)。見表2和圖1。
1.對照組 2.Ang Ⅱ組 3.Ang Ⅱ+Que(10 μmol/L)組 4.Ang Ⅱ+Que(20 μmol/L)組 5.Ang Ⅱ+Que(40 μmol/L)組
表2 各組ColⅠ、TGF-β1 mRNA/GAPDH的相對表達量±s,n=8)
心肌纖維化是由于CFB過度增殖,引起細胞間質中膠原蛋白大量積聚,含量增加,結構重排,各型膠原比例失衡,引發(fā)心臟功能異常〔2〕。研究證明,心肌細胞纖維化的發(fā)生與體內氧化應激密切相關〔3〕。在氧化應激條件下,AngⅡ減少了心肌細胞自身的供氧和供血,使氧自由基和一些中間代謝產物大量堆積〔4〕。AngⅡ還可以降低體內谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、SOD等抗氧化系統(tǒng)的能力,使之清除氧自由基數(shù)量減少,破壞的代謝平衡,過多的氧自由基使心肌細胞膜中的脂質、蛋白質和 DNA出現(xiàn)損傷,心肌細胞變得增生肥大,引發(fā)心血管疾病〔5,6〕。本研究說明 Que抗心肌纖維化的作用可能是通過提高機體抗氧化的能力,加強清除氧自由基,降低膜脂質過氧化水平實現(xiàn)的。
CFB分泌的膠原是維持心臟的形態(tài)結構的主要成分,它不僅能修復損傷的心肌,而且維持著心肌舒縮能力,CFB膠原的含量標志著心肌細胞的順應能力〔7〕。Col Ⅰ占總膠原量的80%~85%,主要組成了心肌間質結構。正常生理條件下,膠原的合成受膠原基因mRNA轉錄調節(jié),各種膠原酶調控著膠原的降解。當膠原出現(xiàn)代謝異常時,就會引起心肌細胞的纖維化,作為促纖維化因子TGF-β1的效應部位與Smads蛋白相結合,激活膠原基因表達,增強膠原合成〔8〕。本實驗說明Que可能是通過抑制TGF-β1的釋放而產生抗心肌細胞纖維化的作用。綜上,Que對Ang Ⅱ誘導的大鼠CFB具有抗纖維化的作用,其機制可能是通過增強機體抗氧化能力,抑制促纖維化因子 TGF-β1合成釋放來實現(xiàn)的。
4 參考文獻
1韋 靜,李芳耀,楊新平,等.硝酸醋類槲皮素衍生物的制備及抗氧化活性研究〔J〕. 食品工業(yè)科技,2012;33(5):95-6.
2Gajarsa JJ, Kloner RA. Left ventricular remodeling in the post-infarction heart: a review of cellular, molecular mechanisms, and therapeutic modalities〔J〕. Heart Fail Rev, 2011;16(1):13-21.
3Zamilpa R, Lindsey ML. Extracellular matrix turnover and signaling during cardiac remodeling following MI: causes and consequences〔J〕. J Mol Cell Cardiol,2010;48(3):558-63.
4van den Borne SW, Diez J, Blankesteijn WM,etal. Myocardial remodeling after infarction: the role of myofibroblasts〔J〕. Nat Rev Cardiol, 2010;7(1):30-7.
5Gao Q, Tan J, Ma P,etal. PKC alpha affects cell cycle progression and proliferation in human RPE cells through the downregulation of p27kip1〔J〕. Mol Vis,2009;15:2683-95.
6Inagaki K, Begley R, Ikeno F,etal. Cardioprotection byepsilon-protein kinase C activation from ischemia: continuous delivery and antiarrhythmic effect of an epsilon-protein kinase C-activating peptide 〔J〕.Circulation,2005;111(1):44-50.
7Sakai H, Urasawa K, Oyama N,etal. Induction of c-fos mRNA expression by pure pressure overload in cultured cardiac myocytes〔J〕.Int Heart J,2007;48(3):359-67.
8Nakagami H, Takemoto M, Liao JK. NADPH oxidase-derived superoxide anion mediates angiotensin II-induced cardiac hypertrophy〔J〕.J Mol Cell Cardio1,2003;35(7):851.