王艷麗,陳勝利,張鵬
心血管疾病已成為危害人類健康的第一大殺手[1-2]。據(jù)2017 年我國心血管病報告顯示,心血管疾病 的死亡率日趨上升,已成為我國居民死因的首位[3]。動脈粥樣硬化是心血管疾病 的主要病理學(xué)基礎(chǔ),高膽固醇血癥是動脈粥樣硬化的獨(dú)立危險因素,膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)(RCT)是機(jī)體清除過多膽固醇的唯一途徑。高密度脂蛋白(HDL)在RCT 中扮演重要角色,流行病學(xué)資料顯示,HDL 水平與心血管疾病呈負(fù)相關(guān)[4]。近年來,膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)抑制劑由于能明顯增加血漿HDL 水平受到極大關(guān)注[5-6]。然而,隨著CETP 抑制劑三期臨床試驗(yàn)的失敗引起了我們對HDL 與心血管疾病關(guān)系的進(jìn)一步思考[7]。目前的研究認(rèn)為HDL 顆粒組成比HDL 水平更重要[8]。HDL 顆粒包含磷脂、膽固醇、載脂蛋白A1(apoA1)、apoA2、apoC、apoE 等成份,其中apoA1 約占70%,是HDL 顆粒的主要成份[9]。目前研究發(fā)現(xiàn),存在一段長鏈非編碼RNA 為apoA1天然反義轉(zhuǎn)錄(apoA1-NAT),可抑制apoA1 mRNA表達(dá)[10]。本研究通過不同濃度阿托伐他汀干預(yù)人急性單核細(xì)胞白血病細(xì)胞1(THP1)誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞,觀察是否能抑制apoA1-NAT,升高apoA1 mRNA 表達(dá),同時觀察是否能調(diào)節(jié)與脂代謝有關(guān)的三磷酸腺苷綁定的盒式轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ABCA1)、清道夫受體B1(SRB1) 及低密度脂蛋白受體(LDLR)的表達(dá)。
阿托伐他汀鈣(Sigma 公司、美國),胎牛血清(Life Technologies 公司、美國)、RPMI-1640(康寧公司,美國)、佛波酯(上海翊圣生物科技有限公司)、RNA 提取試劑盒(天根生化科技北京有限公司),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(大連寶生物TAKARA)。
1.2.1 人THP1 培養(yǎng)及誘導(dǎo): THP1 株由西安醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所中心實(shí)驗(yàn)室趙玉峰教授惠贈。細(xì)胞從液氮中取出后迅速于37℃水浴鍋中溶解,將凍存管中的液體轉(zhuǎn)入含有10 ml 培養(yǎng)液的15 ml 離心管中離心(5 min 800 r/min )。棄上清,加入1 ml 培養(yǎng)液,將離心后的細(xì)胞團(tuán)吹打?yàn)閱螒乙海缓髮㈦x心管中的細(xì)胞轉(zhuǎn)移至加有3 ml 培養(yǎng)液的25 cm2培養(yǎng)瓶中,于 37℃、5% CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞匯合度達(dá)到90%時即可傳代。傳3~5 代的細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)。取對數(shù)生長期的THP1,以5×105個/孔的濃度種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,加入佛波酯100 ng/ml 誘導(dǎo)24 h,使其分化成為巨噬細(xì)胞。細(xì)胞匯合度達(dá)到80%時加阿托伐他汀進(jìn)行藥物干預(yù)。
1.2.2 藥物干預(yù):二甲基亞砜溶解阿托伐他汀,用培養(yǎng)液配制成不同濃度:0、1、10、100 nmol/L(nM)。將6 孔板中細(xì)胞上層液體吸干凈,向6 孔板中加入不同濃度的阿托伐他汀,放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng),于不同時間點(diǎn)(6、12、24、48 h)提取細(xì)胞總RNA。
1.2.3 設(shè)計引物:登錄NCBI 網(wǎng)站,根據(jù)表1 中基因登錄號檢索下列待測基因的RNA 序列。根據(jù)檢索到的基因序列,用primer5 設(shè)計引物,并送上海捷瑞生物工程有限公司合成。
1.2.4 RNA 提取、逆轉(zhuǎn)錄及實(shí)時定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)檢測:取上述各組阿托伐他汀干預(yù)的巨噬細(xì)胞,用天根試劑盒(DP430)提取總RNA。得到的總RNA在核酸蛋白檢測儀上測其濃度,并測定A260/A280吸光度,A260/A280 在2.0~2.2 之間,然后取1 000 ng總RNA 逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。配制實(shí)時定量PCR 反應(yīng)體系20 μl,檢測巨噬細(xì)胞apoA1-NAT 及脂代謝相關(guān)基因表達(dá)。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性3 min;95 ℃變性10 s,54 ℃退火延伸40 s,此兩步重復(fù)進(jìn)行39 次;72℃延伸10 min。反應(yīng)結(jié)束后分析擴(kuò)增曲線、溶解曲線,采用 2-△△Ct法計算目的基因的表達(dá)量。
表1 引物序列及擴(kuò)增產(chǎn)物大小
采用 SPSS 18.0 統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean±SE)表示,多樣本均數(shù)的比較采用one-way ANOVA 分析,Dunnett 檢驗(yàn),P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
THP1 經(jīng)佛波酯誘導(dǎo)成為巨噬細(xì)胞: 對數(shù)生長期的THP1 細(xì)胞,以5×105個/ 孔的濃度種于6 孔板,用100 ng/ml 佛波酯誘導(dǎo)24 h,使其分化成為巨噬細(xì)胞,由懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橘N壁生長狀態(tài)(圖1)。
不同濃度阿托伐他汀干預(yù)24 h 巨噬細(xì)胞狀態(tài):用0、1、10、100 nM 的阿托伐他汀干預(yù)巨噬細(xì)胞,并于6 h、12 h、24 h、48 h 觀察檢測,可見10 nM阿托伐他汀干預(yù)24 h 后,巨噬細(xì)胞狀態(tài)良好(圖2),做為我們重點(diǎn)分析的濃度和時間點(diǎn)。
圖1 人急性單核細(xì)胞白血病細(xì)胞1 經(jīng)100 ng/ml 佛波酯誘導(dǎo)24h 成為巨噬細(xì)胞
圖2 不同濃度阿托伐他汀干預(yù)巨噬細(xì)胞24 h
阿托伐他汀對 apoA1-NAT 表達(dá)的影響:阿托伐他汀干預(yù)24 h,隨著藥物濃度的增加apoA1-NAT 表達(dá)量明顯下降,并呈濃度依賴性下降(P 均<0.05,圖3A)。用10 nM 阿托伐他汀進(jìn)行干預(yù)時,apoA1-NAT 表達(dá)量呈時間依賴性下降(P 均<0.001,圖3B)。
阿托伐他汀對 apoA1 表達(dá)的影響:10 nM 阿托伐他汀作用24 h 時apoA1 表達(dá)量明顯增加(P<0.001),1 nM 和100 nM 時無明顯改變(P 均>0.05,圖4A)。10 nM 阿托伐他汀進(jìn)行干預(yù)時,apoA1 表達(dá)量在12 h、24 h 均顯著升高(P 均<0.001),而48 h 表達(dá)量變化不明顯(P>0.05,圖4B)。
圖3 阿托伐他汀對載脂蛋白A1 天然反義轉(zhuǎn)錄表達(dá)的影響(n=3)
阿托伐他汀干預(yù)對SRB1 表達(dá)的影響:不同濃度阿托伐他汀干預(yù)巨噬細(xì)胞24 h,SRB1 表達(dá)量均呈濃度依賴性升高,100 nM 時升高最顯著(P 均<0.01,圖5A)。用10 nM 阿托伐他汀干預(yù)不同時間,SRB1 表達(dá)量呈時間依賴性升高(P 均<0.01,圖5B)。阿托伐他汀可明顯增加SRB1 表達(dá),并且呈時間和濃度依賴性升高。
阿托伐他汀對 ABCA1 表達(dá)的影響:1 nM 和100 nM 阿托伐他汀干預(yù)巨噬細(xì)胞24 h 時ABCA1 表達(dá)量均有明顯增加,而10 nM 時ABCA1 表達(dá)量增加更顯著(P 均<0.001,圖6A)。10 nM 阿托伐他汀進(jìn)行干預(yù)12 h、24 h 時,ABCA1 表達(dá)量均顯著升高(P均<0.01),而隨著時間的延長至48 h 時表達(dá)量逐漸回落(P>0.05,圖6B)。
圖5 阿托伐他汀對清道夫受體B1 表達(dá)的影響(n=3)
圖6 阿托伐他汀對三磷酸腺苷綁定的盒式轉(zhuǎn)運(yùn)體A1 表達(dá)的影響(n=3)
阿托伐他汀對 LDLR 表達(dá)的影響: 1nM 和10 nM的阿托伐他汀干預(yù)巨噬細(xì)胞24 h 時LDLR 表達(dá)量均明顯增加(P 均<0.01),100 nM 時LDLR 表達(dá)量無明顯改變(P>0.05,圖7A)。10 nM 阿托伐他汀干預(yù)12 h、24 h 時LDLR 表達(dá)量均顯著升高(P 均<0.001),而48h 表達(dá)量無明顯改變(P>0.05,圖7B)。
圖7 阿托伐他汀對低密度脂蛋白受體表達(dá)的影響(n=3)
目前在我國,心血管疾病死亡率日趨上升,已成為重大的公共衛(wèi)生問題[3]。阿托伐他汀,又名立普妥,是目前臨床應(yīng)用最廣泛的降血脂保護(hù)心血管藥物,在降低血漿LDL 水平的同時,可輕度升高HDL[11]。HDL 在RCT 過程中發(fā)揮重要作用,apoA1是HDL 的主要成分,apoA1 在促進(jìn)膽固醇外流及抗動脈粥樣硬化中的作用已在多項實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證[12-14]。近年來長鏈非編碼 RNA 在心血管疾病中的作用越來越受到關(guān)注[15-16]。研究發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA apoA1-NAT 可抑制apoA1 表達(dá)。本研究利用阿托伐他汀干預(yù)THP1 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)可明顯抑制巨噬細(xì)胞apoA1-NAT 表達(dá),并且呈時間和濃度依賴性降低。當(dāng)10 nM 阿托伐他汀使細(xì)胞內(nèi)apoA1-NAT 被抑制最明顯時,apoA1 表達(dá)量增加最顯著。因此,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示利用他汀可抑制巨噬細(xì)胞apoA1-NAT 同時增加apoA1 表達(dá)。
ApoA1 在RCT 過程中扮演著重要角色。經(jīng)典的RCT 過程是外周組織游離膽固醇經(jīng)ABCA1 受體流出,與apoA1 結(jié)合,apoA1 可激活卵磷脂膽固醇?;D(zhuǎn)移酶(LCAT),并在LCAT 催化下形成preβ-HDL,再經(jīng)LCAT 進(jìn)一步酯化使表面的游離膽固醇酯化為膽固醇酯,形成成熟的HDL。HDL 可通過肝細(xì)胞表面SRB1 受體結(jié)合,其中的膽固醇酯被選擇性攝取代謝。在本研究中我們觀察到阿托伐他汀可明顯增加SRB1 表達(dá),呈時間和濃度依賴性升高。并且不同濃度阿托伐他汀干預(yù)12 h 或24 h,均可顯著升高ABCA1 表達(dá)量。這些結(jié)果提示阿托伐他汀可促進(jìn)RCT 過程中游離膽固醇經(jīng)過ABCA1 受體的流出,以及促進(jìn)HDL 通過SRB1 攝取代謝。
LDL 與HDL 在CETP 介導(dǎo)下進(jìn)行脂質(zhì)交換。生成的LDL 可通過細(xì)胞表面的LDLR 攝取代謝。本研究發(fā)現(xiàn)1 nM 和10 nM 阿托伐他汀干預(yù)12 h 或24 h,均可顯著升高細(xì)胞表面LDLR 表達(dá)量。該結(jié)果提示,阿托伐他汀可促進(jìn)LDL 通過細(xì)胞表面LDLR 的清除,與既往的研究結(jié)果相一致。
綜上所述,阿托伐他汀可抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)apoA1-NAT 表達(dá),進(jìn)而使apoA1 表達(dá)增加,同時促進(jìn)了RCT 過程中ABCA1、SRB1 及LDLR 表達(dá),有利于外周組織游離膽固醇的流出,以及膽固醇酯的清除。本研究將深入探索,為新的抗動脈粥樣硬化治療靶點(diǎn)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。