邢亦明,胡澤平,王邦寧,周 青,汪 淵
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替米沙坦對小鼠巨噬細(xì)胞M1/M2亞型極化的影響
邢亦明1,胡澤平1,王邦寧1,周 青2,汪 淵2
目的 探討替米沙坦對小鼠巨噬細(xì)胞M1/M2亞型極化的影響。方法 分別用脂多糖(LPS)聯(lián)合干擾素-γ(IFN-γ)和白介素-4(IL-4)誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞M1/M2型極化,用免疫熒光法檢測極化結(jié)果。在M1型巨噬細(xì)胞中分別加入0.1、1、10 μmol/L替米沙坦,同時設(shè)立空白對照組及溶劑對照組,Western blot法檢測各組巨噬細(xì)胞亞型標(biāo)志物誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(iNOS)和精氨酸酶Ⅰ(ArgⅠ)的表達情況,ELISA法檢測各組培養(yǎng)液上清中IL-6、IL-10表達情況。結(jié)果 在LPS+IFN-γ誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞中M1型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物iNOS、IL-6的表達水平明顯升高,替米沙坦干預(yù)后,各干預(yù)組M1型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物iNOS、IL-6的表達水平下降(P<0.05),隨著替米沙坦?jié)舛鹊脑黾佣档?,而代表M2型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物的ArgⅠ和IL-10表達水平上升(P<0.05)。結(jié)論 替米沙坦可以抑制LPS+IFN-γ誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞M1型極化,促進M1型巨噬細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化。
替米沙坦;巨噬細(xì)胞M1/M2型極化;炎癥
網(wǎng)絡(luò)出版時間:2016-6-6 13:52:32 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160606.1352.030.html
替米沙坦是一種新型血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑,廣泛應(yīng)用于臨床冠心病、高血壓等心血管疾病的治療,其不僅有拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、改善心肌重構(gòu)、改善血管內(nèi)皮功能等心血管保護作用,更有抗炎、抗動脈粥樣硬化作用[1]。動脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病,巨噬細(xì)胞在其中扮演了重要角色[2]。近年來,通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能影響動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的研究受到廣泛關(guān)注。研究[3]顯示,巨噬細(xì)胞在不同的微環(huán)境下可以分化為M1和M2兩種亞型,稱為巨噬細(xì)胞極化。M1型巨噬細(xì)胞高表達誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthases,iNOS)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)等,有促炎、促動脈粥樣硬化作用;M2型巨噬細(xì)胞高表達精氨酸酶I(arginaseⅠ,ArgⅠ)、白介素-10(interleukin-10,IL-10)等,有抗炎、抗動脈粥樣硬化作用。然而,替米沙坦是否能夠調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞M1/M2型極化,目前尚不清楚。該研究探討替米沙坦對小鼠巨噬細(xì)胞M1/M2型極化的影響。
1.1材料
1.1.1細(xì)胞株 小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)院饋贈。
1.1.2主要試劑和儀器 替米沙坦購于上海勃林格殷格翰藥業(yè)有限公司;胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)購于杭州四季青生物工程材料有限公司;DMEM高糖培養(yǎng)基購于美國Gibco公司;脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)購于美國Sigma公司;IL-4和干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)均購于美國Peprotech公司;兔ArgⅠ多抗和β-actin單抗購于美國Santa Cruz公司;兔iNOS多抗購于美國Abcam公司;其余相應(yīng)二抗及免疫熒光試劑盒購于北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;BCA定量試劑盒、ECL顯色試劑盒均購于美國Pierce公司;IL-6、IL-10 ELISA試劑盒均購于北京四正柏科技有限公司;免疫熒光照片均使用Leica DM4000B拍攝。
1.2方法
1.2.1細(xì)胞培養(yǎng)和傳代 用含有10%胎牛血清、100 U/ml鏈霉素、100 μg/ml青霉素和2 mmol/L谷氨酰胺的高糖DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,細(xì)胞培養(yǎng)瓶置入5%CO2、37℃培養(yǎng)箱中,當(dāng)細(xì)胞密度為90% ~95%并處于對數(shù)生長期時,用0.25%胰酶消化傳代。
1.2.2免疫熒光法檢測巨噬細(xì)胞M1/M2亞型極化
將處于對數(shù)生長期的RAW264.7細(xì)胞接種于 6孔板,設(shè)立M1組和M2組,分別在M1組和M2組加入LPS 200 ng/ml+IFN-γ 20 ng/ml和IL-4 15 ng/ml共培養(yǎng)12 h,同時設(shè)立空白對照組(Mφ組),取出蓋玻片,用預(yù)冷的PBS溶液清洗3遍,4%多聚甲醛固定20 min,PBS溶液清洗3遍;后用0.3%聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)透化細(xì)胞膜10 min,PBS沖洗3遍;用含1%BSA的PBS封閉30 min,棄封閉液,加入iNOS一抗和 ArgⅠ一抗(1∶200,用封閉液配制),4℃過夜,PBS洗3遍;再加入FITC標(biāo)記的兔抗小鼠IgG二抗(1∶100,PBS配制),室溫孵育1 h,棄二抗,PBS沖洗3遍再加入0.5 μg/ml DAPI染核10 min,棄DAPI;PBS沖洗3遍,最后用熒光淬滅劑封片,熒光顯微鏡觀察結(jié)果并拍照。
1.2.3Western blot法檢測iNOS、ArgⅠ的表達復(fù)蘇RAW264.7細(xì)胞,按照上述方法進行培養(yǎng)及傳代,待細(xì)胞穩(wěn)定傳代后,加入LPS 200 ng/ml+IFN-γ 20 ng/ml培養(yǎng)12 h,后加入替米沙坦0.1、1、10 μmol/L(替米沙坦用DMSO溶解),并設(shè)立空白對照組和溶劑對照組。共培養(yǎng)24 h后,PBS洗滌3次,每瓶加入200 μl RIPA蛋白提取液,冰上放置30 min,刮取細(xì)胞,移入1.5 ml預(yù)冷EP管中,反復(fù)凍融3次,14 000 r/min離心30 min,將上清液移入另一個1.5 ml EP管中。BCA法測定總蛋白濃度并將所有樣本調(diào)整至相同濃度,加入4×蛋白上樣緩沖液,混勻后煮沸變性,-80℃保存?zhèn)溆谩E渲?2.5% SDS-PAGE,加入等量樣本后電泳,電泳結(jié)束將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。5%脫脂牛奶室溫封閉2 h,一抗(iNOS、ArgⅠ、β-actin)4℃孵育過夜,PBS洗滌,二抗室溫孵育2 h,洗滌后在暗室內(nèi)加ECL,覆蓋上X線片、顯影、定影。底片掃描后用Quantity One分析灰度值。
1.2.4ELSIA法檢測細(xì)胞上清液IL-6、IL-10水平
收集各培養(yǎng)瓶細(xì)胞培養(yǎng)上清液,根據(jù)說明書步驟使用ELISA法檢測上清液IL-6、IL-10水平,酶標(biāo)儀檢測吸光度值,標(biāo)準(zhǔn)曲線計算活性。
1.3統(tǒng)計學(xué)處理 使用SPSS 19.0軟件進行分析,計量資料以±s表示,兩組間均值比較采用t檢驗,多組間均值比較采用單因素方差分析,進一步兩兩比較采用LSD法,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1體外誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞M1/M2亞型極化結(jié)果 M1組iNOS的表達水平相對于Mφ組和M2組均明顯升高(P<0.05)(圖1),而M2組ArgⅠ表達水平明顯高于Mφ組及M1組(P<0.05)(圖2),結(jié)果提示體外巨噬細(xì)胞極化造模成功。
2.2替米沙坦對M1型巨噬細(xì)胞iNOS和ArgⅠ表達的影響 在M1型巨噬細(xì)胞中加入不同濃度(0.1、1、10 μmol/L)替米沙坦干預(yù)24 h后,與空白對照組比較,替米沙坦干預(yù)各組iNOS表達水平明顯下降,隨著替米沙坦?jié)舛鹊脑黾樱琲NOS表達水平明顯降低(F=51.893,P<0.05)。同時,與空白對照組相比,替米沙坦干預(yù)各組ArgⅠ表達水平明顯上升,隨著替米沙坦?jié)舛鹊脑黾?,ArgⅠ表達水平明顯上升(F=10.090,P<0.05)。見圖3。
2.3替米沙坦對巨噬細(xì)胞培養(yǎng)上清液IL-6水平的影響 與Mφ比較,M1組上清液中IL-6水平明顯增加(P<0.01);M1組與M1+DMSO組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義;與M1組比較,替米沙坦干預(yù)組IL-6水平明顯下降,隨著替米沙坦的濃度增加,IL-6水平進一步降低(F=49.871,P<0.05)。見圖4。
圖1 M1組、Mφ組、M2組iNOS表達情況 免疫熒光×400
圖2 M1組、Mφ組、M2組iNOS表達情況 免疫熒光×400
圖3 Western blot法檢測iNOS、ArgⅠ蛋白表達
圖4 細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-6水平
2.4替米沙坦對巨噬細(xì)胞培養(yǎng)上清液IL-10水平的影響 Mφ組、M1+DMSO組和M1組細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-10水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義;與M1組比較,替米沙坦干預(yù)組細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-10水平均升高,隨著替米沙坦的濃度增加,IL-10水平進一步升高(F=6 652.236,P<0.01)。見圖5。
動脈粥樣硬化是一種全身性的疾病,是多種心腦血管疾病的病理基礎(chǔ),亦是急性心腦血管事件的罪魁禍?zhǔn)?,?yán)重危害人類健康。隨著人民生活水平的提高,動脈粥樣硬化發(fā)病率呈逐年遞增趨勢且呈現(xiàn)年輕化。在動脈粥樣硬化的形成機制中,炎癥反應(yīng)被證實參與了動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸[2]。多種免疫細(xì)胞參與了動脈粥樣硬化的炎癥反應(yīng),其中單核細(xì)胞募集是動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的早期事件,進入內(nèi)皮下的單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞,巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞,成為粥樣斑塊形成的基礎(chǔ)[4]。然而,巨噬細(xì)胞有異質(zhì)性的特點,即根據(jù)局部微環(huán)境的不同起到促炎或抗炎的作用,稱之為巨噬細(xì)胞極化。最經(jīng)典的分型為通過經(jīng)典途徑激活的M1型和通過選擇性途徑激活的M2型,M1型巨噬細(xì)胞高表達iNOS、IL-6、IL-1β、IL-23、腫瘤細(xì)胞因子-α等,有促炎及促動脈粥樣硬化形成的作用;M2型巨噬細(xì)胞高表達ArgⅠ、IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β等,有抗炎和抗動脈粥樣硬化的作用[3];兩者均存在于粥樣斑塊中,呈現(xiàn)動態(tài)平衡,可以相互轉(zhuǎn)化[5]。研究[6]顯示,巨噬細(xì)胞亞型與斑塊的穩(wěn)定性相關(guān),在不穩(wěn)定性斑塊中,M1型巨噬細(xì)胞占主導(dǎo)地位;而在穩(wěn)定斑塊中,更多表現(xiàn)為M2型巨噬細(xì)胞;在易損的斑塊肩部,M1型巨噬細(xì)胞個數(shù)遠多于M2型巨噬細(xì)胞,而在相對穩(wěn)定的纖維帽中,M1型巨噬細(xì)胞與M2型巨噬細(xì)胞數(shù)目相似,相對于巨噬細(xì)胞的絕對個數(shù)而言,亞型所占的比例對斑塊的穩(wěn)定性影響更大[7]。
圖5 細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-10水平
本研究就經(jīng)典的巨噬細(xì)胞極化分型為理論基礎(chǔ),采用小鼠巨噬細(xì)胞株RAW264.7進行細(xì)胞培養(yǎng),分別給予LPS+IFN-γ、IL-4進行極化造模,在誘導(dǎo)極化的同時加入不同濃度替米沙坦進行干預(yù),研究結(jié)果可見替米沙坦對M1型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物iNOS、IL-6的表達有抑制作用,隨著替米沙坦?jié)舛鹊脑黾樱琲NOS、IL-6的表達水平進一步下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。同時檢測ArgⅠ、IL-10,與M1組比較,替米沙坦干預(yù)組ArgⅠ、IL-10的表達水平明顯增加,隨著替米沙坦?jié)舛鹊脑黾?,Arg I、IL-10的表達水平進一步增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。提示,替米沙坦有抑制巨噬細(xì)胞向M1型分化的作用,隨著濃度的增加,其抑制作用進一步增強,有誘導(dǎo)M1型巨噬細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化的趨勢。
巨噬細(xì)胞極化受多種信號通路及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控[8]。其中,過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPAR-γ)是一種在巨噬細(xì)胞中高表達的核受體,參與脂質(zhì)代謝和阻止動脈粥樣硬化的進程。PPAR-γ在IL-4誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中通過STAT-6途徑高表達,可通過抑制NF-κB途徑和AP-1途徑表達抗炎物質(zhì),是一種影響M2型巨噬細(xì)胞極化的重要轉(zhuǎn)錄因子[9]。M2型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)記物的表達與PPAR-γ呈正相關(guān),PPAR-γ的活化可以促使單核細(xì)胞向M2巨噬細(xì)胞的分化[10]。替米沙坦有選擇性激活PPAR-γ作用。本課題組前期研究[11]表明替米沙坦通過促進PPAR-γ的表達保護血管內(nèi)皮,抑制動脈粥樣硬化進展。推測替米沙坦可能通過促進PPAR-γ表達,促進M1型巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化。
綜上所述,替米沙坦對小鼠巨噬細(xì)胞RAW264. 7的M1型極化有著抑制作用,促進M1型巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化,為替米沙坦的抗動脈粥樣硬化作用提供了可能的新機制。
[1]Hu Z P,Wang B N,Qian H Y,et al.Fixed-dose telmisartan/ hydrochlorothiazide in comparison with losartan/hydrochlorothiazide in decreasing serum hepatocyte growth factor and improving endothelial dysfunction in hypertensive patients[J].Int Heart J,2010,51(4):252-8.
[2]Sloop G D.Atherosclerosis-an inflammatory disease[J].N Engl J Med,1999,340(24):1928.
[3]Colin S,Chinetti-Gbaguidi G,Staels B.Macrophage phenotypes in atherosclerosis[J].Immunol Rev,2014,262(1):153-66.
[4]Libby P,Ridker P M,Hansson G K.Inflammation in atherosclerosis:from pathophysiology to practice[J].J Am Coll Cardiol,2009,54(23):2129-38.
[5]van Tits L J,Stienstra R,van Lent P L,et al.Oxidized LDL enhances pro-inflammatory responses of alternatively activated M2 macrophages:a crucial role for Krüppel-like factor 2[J].Atherosclerosis,2011,214(2):345-9.
[6]Lee C W,Hwang I,Park C S,et al.Macrophage heterogeneity of culprit coronary plaques in patients with acute myocardial infarc-tion or stable angina[J].Am J Clin Pathol,2013,139(3):317-22.
[7]St?ger J L,Gijbels M J,van der Velden S,et al.Distribution of macrophage polarizationmarkers in human atherosclerosis[J].Atherosclerosis,2012,225(2):461-8.
[8]Federica D P,Bart S,Giulia C G.Macrophage phenotypes and their modulation in atherosclerosis[J].Circ J,2014,78(8):1775-81.
[9]Babaev V R,Yancey P G,Ryzhov S V,et al.Conditional knockout of macrophage PPARgamma increases atherosclerosis in C57BL/6 and low-density lipoprotein receptor-deficient mice[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005,25:1647-53.
[10]El Hadri K,Mahmood D F,Couchie D,et al.Thioredoxin-1 promotes anti-inflammatory macrophages of the M2 phenotype and antagonizes atherosclerosis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2012,32(6):1445-52.
[11]Hu Z P,F(xiàn)ang X L,Qian H Y,et al.Telmisartan prevents angiotensin II-induced endothelial dysfunction in rabbit aorta via activating HGF/Met system and PPARγ pathway[J].Fundam Clin Pharmacol,2014,28(5):501-11.
Effect of Telmisartan on mice macrophage M1/M2 polarization
Xing Yiming,Hu Zeping,Wang Bangning,et al
(Dept of Cardiology,The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022)
Objective To investigate the effect of Telmisartan on the M1/M2 polarization of mice macrophage. Methods Mice macrophage was induced to M1/M2 polarization by LPS+IFN-γ and IL-4 respectively,and tested by immunofluorescence.Meanwhile cells were treated with 0.1,1,10 μmol/L Telmisartan,blank control group and vehicle control group were established at the same time.The biomarkers iNOS and ArgⅠwere tested by Western blot,and the cytokines IL-6 and IL-10 were tested by ELISA assay.Results The biomarker iNOS and IL-6,secreted by M1 macrophage,were apparently increased in the macrophages induced by LPS+IFN-γ.However,after being treated with Telmisartan,the expressions of iNOS and IL-6 were obviously decreased(P<0.05),as the concentration higher the expression lower.While,the expression of Arg I and IL-10,which represented the M2 macrophage,increased(P<0.05).Conclusion Telmisartan can inhibit the M1 polarization of mice macrophage RAW264.7 induced by LPS and IFN-γ and transform M1 macrophage polarization to M2 macrophage polarization.
Telmisartan;macrophage M1/M2 polarization;inflammation
R 392
A
1000-1492(2016)07-0989-05
2016-04-21接收
高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(編號:20123420120005);安徽高校省級自然科學(xué)研究重點項目(編號:KJ2012A147)
1安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科,合肥 2300222安徽醫(yī)科大學(xué)分子生物學(xué)實驗室,合肥 230032
邢亦明,女,碩士研究生;王邦寧,女,主任醫(yī)師,教授,博士生導(dǎo)師,責(zé)任作者,E-mail:wangbangning@medmail.com.cn;胡澤平,男,副教授,副主任醫(yī)師,碩士生導(dǎo)師,責(zé)任作者,E-mail:1431318679@qq.com