摘要:目的 研究不同低氧對大鼠肺動脈平滑肌細胞(PASMCs )、主動脈平滑肌細胞(AASMCs )增殖的影響。方法 將原代培養(yǎng)的大鼠肺、主動脈平滑肌細胞分為對照組常氧(21% O2,74% N2,5% CO2 )、實驗組低氧(15%O2 ,85% N2,5% CO2) ;(10% O2,85% N2,5% CO2) ;(5% O2,90% N2,5% CO2) ;(3% O2,92% N2,5% CO2),培養(yǎng)48h后通過細胞胞計數(shù)和WST-1法測定肺、主動脈平滑肌細胞的增殖并分析差異性。結(jié)果 表明PASMCs 在各個低氧濃度下均能發(fā)生增殖反應(yīng),而在10% O2、5% O2、3% O2條件下與對照相比具有呈著性差異(P<0.01);(AASMCs )在3% O2條件下可發(fā)生增殖反應(yīng)且與對照相比呈著性差異(P<0.01)。結(jié)論 大鼠PASMCs和AASMCs對不同低氧濃度的敏感度不同。
關(guān)鍵詞:主動脈平滑肌細胞 肺動脈平滑肌細胞 低氧 增殖
低氧性肺動脈高壓(HPH)是高原低氧及慢性阻塞性肺疾患發(fā)展成為肺源性心臟病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。HPH在高原地區(qū)較常見,但是很少發(fā)生低氧性主動脈,造成這樣現(xiàn)象的機制目前還不清楚。HPH的主要病理變化以肺動脈收縮反應(yīng)增強及肺血管結(jié)構(gòu)重建為主要特征。血管的重構(gòu)主要是動脈平滑肌細胞(ASMCs)的增殖,ASMCs增殖主要受血管外周微環(huán)境的影響,即肺泡氧分壓。高壓人體呈健康狀態(tài)時,肺血管所處的周圍肺組織中氧分壓是105 mmHg,而體循環(huán)血管所處的周圍組織器官氧分壓一般低于40 mmHg。因此,本實驗旨在從細胞水平探討不同低氧對大鼠PASMCs、AASMCs增殖的影響。
一、材料與方法
(一) 材料
雄性 200 g SD 大鼠,由空軍軍醫(yī)大學(xué)動物室提供;胎牛血清(Hyclone),非必需氨基酸(Hyclone),DMEM高糖培養(yǎng)液(Hyclone),胰酶(Hyclone),wst-1 (碧云天)、其余試劑為國產(chǎn)分析純試劑。
主要儀器為三氣細胞培養(yǎng)箱 (Heraeus);酶標(biāo)儀(VERSAmax);倒置相差顯微鏡(Nikon)。
(二) 方法
1.原代細胞培養(yǎng)
麻醉約200 g雄性SD大鼠,分離股動脈和肺內(nèi)第二、三級肺動脈,將分離的中層動脈條浸于10% DMEM中5min后,離心管中切碎,將沉淀后的組織塊均勻地種于培養(yǎng)瓶,加含有20%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基,置于95%空氣和5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3-4h,再輕輕地翻轉(zhuǎn)培養(yǎng)瓶,絕對靜止培養(yǎng)3天。實驗采用3-5代的PASMCs和AASMCs。
2.細胞增殖實驗
分別用胰酶消化PASMCs和AASMCs,用血細胞計數(shù)板計數(shù)并種于96孔板,密度為5×103細胞,常氧環(huán)境下(21%O2),貼壁培養(yǎng)24h。用含5%血清的DMEM饑餓處理24h后,分別放置于15%O2、10%O2、5%O2和3%O2的低氧環(huán)境以及21%O2的常氧環(huán)境,培養(yǎng)48h后,采用Wst-1在450 nm下測細胞的吸光度OD值,Wst-1的使用方法見使用說明書(碧云天)。
3. 統(tǒng)計學(xué)分析
采用IBM SPSS Statistics 20軟件進行分析。
二、結(jié)果
(一) 增殖結(jié)果
各低氧組PASMCs,培養(yǎng)第1天時,增殖緩慢,到第2天時迅速開始增殖,比常氧組明顯增多,48h測OD值發(fā)現(xiàn),在10% O2、5% O2、3% O2處理條件下PASMCs與對照相比具有呈著性差異(P <0.01),而在15%O2處理條件下,無顯著性差異;低氧組AASMCs在15% O2、10% O2和5% O2處理條件下生長速度與常氧對照組一致,而在3% O2條件下可發(fā)生增殖反應(yīng)且與對照相比呈著性差異(P<0.01),其余低氧條件下均無顯著性差異。結(jié)果表明細胞水平PASMCs比AASMCs對低氧更敏感。PASMCs與AASMCs的生長曲線如圖1。
三、結(jié)語
PASMCs和AASMCs經(jīng)過15% O2、10% O2、5% O2和3% O2一系列低氧處理后,在15% O2濃度時,PASMCs已發(fā)生增殖反應(yīng),但AASMCs不發(fā)生增殖反應(yīng),當(dāng)氧濃度下降到3%時,AASMCs發(fā)生增殖反應(yīng),二者均發(fā)生增殖反應(yīng),表明細胞水平PASMCs比AASMCs對低氧更敏感。我們認為,可能由于血管所處周圍氧環(huán)境差異所致,肺血管長期處于富氧環(huán)境中,而體循環(huán)血管長期處于低氧環(huán)境中,Han JA 報也道在低氧3% O2通過抑制平滑肌細胞eNOS活性,加強大鼠股深動脈的收縮,提示肺動脈與股動脈對低氧反應(yīng)的本質(zhì)是一致的,只是發(fā)生低氧性血管收縮時的氧分壓不同而已,支持了主、肺動脈平滑肌細胞對低氧的敏感度不同這一觀點。
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(作者簡介:魏琪,碩士,西安培華學(xué)院 助教,研究方向:蛋白材料的制備及活性研究。)