張永晨,秦合偉,趙平麗,周子朋
(1.駐馬店市中醫(yī)院,河南 駐馬店 463000;2.河南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院,河南 鄭州 450002)
動脈粥樣硬化(athcrosclerosis,AS)是冠心病、腦梗死和腦供血不足等缺血性心腦血管疾病的病理基礎,脂質(zhì)代謝紊亂和炎性反應是導致AS形成的主要原因[1]。研究發(fā)現(xiàn)小分子RNA-microRNA-467b可能參與了脂質(zhì)代謝與炎癥因子的調(diào)控[2-3]。有研究者發(fā)現(xiàn)miR-467b能夠靶向調(diào)控脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase, LPL),促進泡沫細胞形成、降低炎癥因子表達水平及調(diào)控黏附分子水平,影響脂質(zhì)沉積和黏附因子表達,引起AS的發(fā)生[4]。既往研究發(fā)現(xiàn),化痰祛瘀法能夠通過調(diào)節(jié)血脂、抗炎、保護血管內(nèi)皮、抑制血小板聚集和調(diào)節(jié)免疫等作用,發(fā)揮抗AS的作用[5-6],但化痰祛瘀法調(diào)節(jié)血脂、抗炎的具體分子機制還不明確。本實驗通過觀察化痰祛瘀法含藥血清對miRNA-467b的調(diào)控,影響炎性因子分泌和巨噬細胞脂質(zhì)蓄積,揭示化痰祛瘀法調(diào)節(jié)血脂、抗炎的具體分子機制,研究中醫(yī)藥抗動脈粥樣硬化的內(nèi)在分子機制。
RAW264.7巨噬細胞株購自中國科學院上海生命科學研究所。化痰祛瘀法所用方劑血管軟化丸藥物組成包括:山楂30 g,神曲30 g,萊菔子15 g,陳皮12 g,清半夏9 g,茯苓15 g,連翹12 g,郁金12 g,枸杞子15 g,三七12 g,丹參12 g,珍珠30 g,代赭石30 g。中藥飲片均來源于河南省中醫(yī)院藥劑科,根據(jù)要求濃縮成不同濃度的溶液(血管軟化丸高劑量:濃度為3.456 g/mL;血管軟化丸低劑量:濃度為0.864 g/mL)[5]。本研究所涉及的相關(guān)材料均通過本單位倫理委員會審查和批準。
將30只雄性健康SD大鼠隨機分為3組,每組10只,即高劑量組、低劑量組和對照組,分別給予血管軟化丸86.4 g/(kg·d)、21.6 g/(kg·d)和等量的生理鹽水灌胃,每日早晚2次,連續(xù)5 d,末次灌胃后1 h,麻醉取血,分離血清,0.45 μm微孔濾膜過濾除菌,分裝,-20 ℃保存?zhèn)溆肹5]。
將RAW264.7巨噬細胞株細胞密度達到80%,棄去培養(yǎng)基,HBSS洗滌,去除培養(yǎng)基;0.25%胰酶消化5~10 min;彎嘴吸管稍用力均勻吹打下來,經(jīng)過傳代,取第3~5代巨噬細胞進行實驗。
1)對照組:巨噬細胞+DMEM培養(yǎng)基;2)模型組:巨噬細胞+ox-LDL造模;3)miR-467b mimic組:巨噬細胞+ox-LDL造模后參照脂質(zhì)體2000說明書轉(zhuǎn)染微小RNA-467b mimic轉(zhuǎn)染進入RAW264.7細胞;4)高劑量組:巨噬細胞+ ox-LDL+中藥高劑量含藥血清;5)低劑量組:巨噬細胞+ ox-LDL+中藥低劑量含藥血清。
2.3.1 巨噬細胞活性檢測
將巨噬細胞混懸液 (1×105cells/mL),接種于6孔板中(30 000個細胞/孔),37 ℃ 5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng),分別用不同濃度的ox-LDL (5、10、20、40、80 mg/L)培養(yǎng)液200 μL/孔,實驗組為巨噬細胞加入濃度為5 mg/L的ox-LDL,同時設立正常對照組及空白對照組,正常對照組為巨噬細胞加正常細胞培養(yǎng)基,空白對照組只加培養(yǎng)基,不加細胞。采用酶標儀490 nm測定吸光度 (absorbance,A)值,并按照下列公式進行計算[7]。
細胞的存活率(%)=(實驗組A值-空白對照組A值)/(正常對照組A值-空白對照組A值)×100%
2.3.2 巨噬細胞膜通透性檢測
選取實驗組(ox-LDL組)和正常組細胞,將巨噬細胞(1×105cells/mL)接種于6孔細胞培養(yǎng)板中,根據(jù)存活率實驗結(jié)果,選擇合適濃度的ox-LDL培養(yǎng)液2 mL/孔,細胞培養(yǎng)結(jié)束后用0.2%胰酶消化收集細胞,按試劑盒說明書對細胞進行染色,采用流式細胞儀檢測實驗組和正常組細胞的增殖和凋亡[7]。
細胞凋亡和增殖的檢測:不同組別給予不同含藥血清干預,按Hoechst33258試劑盒說明書染色,熒光顯微鏡下觀察細胞形態(tài)并拍照,并用流式細胞儀檢測細胞凋亡和增殖[7]。
在無菌條件下,用含有10% FBS的細胞培養(yǎng)基DMEM,將巨噬細胞(1×105cells/mL)接種于6孔板,每孔含有2 mL培養(yǎng)基,培養(yǎng)箱孵育備用;取miR-467b mimic 0.6 μL和HiPerFect轉(zhuǎn)染試劑12 μL滴加入300 μL的不含F(xiàn)BS和抗生素的DMEM細胞培養(yǎng)基,混合均勻,使其終濃度為5 nmol/L;在室溫條件下(15~25 ℃),放置5~10 min,直至形成轉(zhuǎn)染復合物;更換含ox-LDL(5 mg/L)的低糖DMEM細胞培養(yǎng)基培養(yǎng)孵育,等到巨噬細胞的融合度約達到80%時,終止培養(yǎng),刮取細胞,以提取巨噬細胞的RNA和總蛋白[7]。
收集干預后和轉(zhuǎn)染后的巨噬細胞,分離提取總RNA,進行RT-PCR反應,反應條件:94 ℃預變性;94 ℃ 50 s,55 ℃ 55 s,72 ℃ 60 s,72 ℃ 10 min共 30個循環(huán)[8],根據(jù)PCR反應信號強度Ct值計算每個樣本目的基因mRNA的相對表達量,引物序列見表1。
表1 pri-miR-467b、LPL的引物序列
收集巨噬細胞,PBS洗滌3次,用試劑盒提取蛋白后,按步驟進行試驗,使用Image J的軟件分析條帶灰度值,測定目的條帶和內(nèi)參照β-actin的灰度值,結(jié)果以樣本灰度值/內(nèi)參照灰度值表示[8]。
用15 %KOH的醇溶液除去小鼠單核巨噬細胞樣品中的甘油三酯,用6 %三氯乙酸除去其中蛋白質(zhì),然后以體積比為3∶2的正己烷與異丙醇混合溶劑提取巨噬細胞內(nèi)的膽固醇,檢測細胞內(nèi)總膽固醇(total cholesterol, TC)、游離膽固醇(free cholesterol, FC)和膽固醇酯(cholesterol ester, CE)的含量[9]。
取干預后細胞上清液,用酶聯(lián)免疫吸附實驗(ELISA法)測定細胞白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)、α-干擾素(TNF-α)和單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)水平,試劑盒購自武漢博士德生物工程有限公司,嚴格按照試劑盒說明書操作。
選取5 mg/L濃度的ox-LDL干預巨噬細胞后,實驗組巨噬細胞存活率為71.37%,正常組巨噬細胞存活率98.56%,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。實驗組巨噬細胞增殖率低于正常組(P<0.05),實驗組巨噬細胞凋亡率高于正常組(P<0.05),表明造模成功。結(jié)果見表2。
表2 ox-LDL對巨噬細胞增殖和凋亡影響
干預和轉(zhuǎn)染后,采用流式細胞儀檢測,結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組的巨噬細胞凋亡率明顯高于對照組(P均<0.05),而miR-467b mimic組和高劑量、低劑量組的巨噬細胞凋亡率均低于模型組(P均<0.05),但高劑量組和低劑量組之間比較差異不明顯(P>0.05)。結(jié)果見表3。
干預和轉(zhuǎn)染后,采用流式細胞儀檢測,結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組的巨噬細胞增殖率明顯低于對照組(P均<0.05),而miR-467b mimic組和高劑量、低劑量組的巨噬細胞增殖率均高于模型組(P均<0.05),但高劑量組和低劑量組之間比較差異不明顯(P>0.05)。結(jié)果見表3。
表3 血清干預巨噬細胞后細胞增殖和凋亡檢測結(jié)果
干預和轉(zhuǎn)染后,RT-PCR法檢測結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組巨噬細胞pri-miR-467b mRNA表達明顯低于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組和高劑量、低劑量組巨噬細胞pri-miR-467b mRNA表達明顯高于模型組(P<0.05),但高劑量組和低劑量組之間pri-miR-467b mRNA比較差異不明顯(P>0.05)。與對照組相比,其他各組巨噬細胞中LPL mRNA 表達明顯高于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組、高劑量組和低劑量組巨噬細胞中LPL mRNA表達明顯低于模型組(P<0.05),兩組巨噬細胞中LPL mRNA比較差異不明顯(P>0.05),結(jié)果見表4。
表4 含藥血清和轉(zhuǎn)染干預對巨噬細胞pri-miR-467b和LPL mRNA和蛋白表達的影響相對表達量,n=6)
干預和轉(zhuǎn)染后,Western blotting法檢測結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組巨噬細胞中LPL蛋白表達明顯高于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組、高劑量組和低劑量組巨噬細胞中LPL蛋白表達明顯低于模型組(P<0.05),但高劑量組和低劑量組之間巨噬細胞中LPL蛋白比較差異不明顯(P>0.05),結(jié)果見圖1,表4。
圖1 含藥血清和RNA-467b mimic轉(zhuǎn)染對巨噬細胞LPL蛋白表達的影響
干預和轉(zhuǎn)染后,HPLC法檢測細胞內(nèi)TC、FC和CE的含量,結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組巨噬細胞內(nèi)的TC、CE水平明顯高于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組、高劑量組和低劑量組巨噬細胞內(nèi)的TC、CE水平明顯低于模型組(P<0.05),但高劑量組和低劑量組之間比較差異不明顯(P>0.05)。與對照組相比,其他各組巨噬細胞內(nèi)的FC水平明顯低于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組、高劑量組和低劑量組巨噬細胞內(nèi)的FC水平明顯高于模型組(P<0.05),但高劑量組和低劑量組之間比較差異不明顯(P>0.05)。結(jié)果見表5。
表5 含藥血清和RNA-467b mimic轉(zhuǎn)染對巨噬細胞內(nèi)的膽固醇水平的影響
干預和轉(zhuǎn)染后,ELISA法檢測結(jié)果顯示,與對照組相比,其他各組巨噬細胞培養(yǎng)基中IL-6、IL-1β、TNF-α和 MCP-1水平明顯高于對照組(P<0.05),而miR-467b mimic組、高劑量組和低劑量組巨噬細胞培養(yǎng)基中IL-6、IL-1β、TNF-α和 MCP-1水平明顯低于模型組(P<0.05),高劑量組和低劑量組巨噬細胞中IL-6、IL-1β、TNF-α和 MCP-1水平比較差異不明顯(P>0.05)。結(jié)果見表6。
表6 含藥血清和轉(zhuǎn)染干預對巨噬細胞培養(yǎng)基中炎癥因子的影響
動脈粥樣硬化的發(fā)病機制主要有脂質(zhì)浸潤學說和炎癥損傷反應學說。脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase, LPL)是水解血漿乳糜微粒和VLDL中甘油三酯的限速酶,LPL作為脂蛋白代謝的鍵酶,能夠降低血漿甘油三酯水平并增加HDL-C水平,加速肝臟對脂蛋白的清除[10]。血漿中VLDL、LDL和脂蛋白殘粒侵入血管壁沉積聚集,導致血管內(nèi)膜的增厚和管腔的狹窄,另一方面,在多種因素的刺激下,泡沫化的巨噬細胞,導致大量炎癥因子分泌,促進炎癥細胞大量黏附、浸潤和基質(zhì)降解引起 AS斑塊破裂[11]。脂質(zhì)蓄積與炎癥因子表達密切相關(guān),兩者相互促進、相互影響、協(xié)同作用,研究者采用siRNA干擾巨噬細胞中的LPL后,IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1等炎癥因子分泌水平明顯下調(diào),該研究提示巨噬細胞中的LPL具有促進炎癥因子分泌的作用[12]。
研究者還發(fā)現(xiàn),當用ox-LDL處理巨噬細胞后,LPL與蛋白聚糖結(jié)合并以分子橋的作用促進ox-LDL大量進入細胞內(nèi),使得細胞內(nèi)的膽固醇大量蓄積,IL-6、IL-1β、TNF-α 和MCP-1分泌大量增加,而RAW264.7巨噬細胞中轉(zhuǎn)染miR-467b類似物或抑制劑后,發(fā)現(xiàn)miR-467b顯著降低了脂質(zhì)沉積和IL-6,IL-1β,TNF-α和MCP-1等炎癥因子的分泌,進而起到防止巨噬細胞泡沫化的作用,這可能與miR-467b靶向調(diào)控LPL有關(guān)[12-13]。
基于前期大量的臨床和實驗研究,課題組認為動脈粥樣硬化的病因病機與“痰濁”“血瘀”密切相關(guān),痰瘀證候是AS的主要證型[14-15],提出了化痰祛瘀的治療大法?;奠铕龅木唧w方劑血管軟化丸即依此組方,血管軟化丸方中山楂消一切飲食積滯,為君藥;神曲長于化酒食陳腐之積,萊菔子長于消谷物面食之積,半夏、茯苓健脾燥濕化痰,郁金、丹參、三七行氣散結(jié)、活血化瘀,枸杞子滋補肝腎,珍珠母、代赭石平肝潛陽、降逆祛痰共為臣藥;陳皮理氣和中為佐藥;甘草調(diào)和諸藥為使。諸藥合用,共奏消積化痰、活血化瘀之功,使痰瘀同治,血行痰清,氣血流通[8]。既往臨床研究發(fā)現(xiàn),血管軟化丸能夠調(diào)節(jié)血脂代謝,調(diào)節(jié)血清炎性因子水平,改善血管內(nèi)皮損傷,防治AS,此外血管軟化丸還能夠抑制頸動脈斑塊形成,防治腦梗死[16-17]。動物實驗研究發(fā)現(xiàn),血管軟化丸能夠調(diào)控TLR9介導巨噬細胞極化效應,通過調(diào)控miR-33a影響ABCA1表達,抑制動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展[18-19]。新近研究發(fā)現(xiàn),血管軟化丸能夠調(diào)控CD40-CD40L系統(tǒng)調(diào)控血小板活化抑制動脈粥樣硬化[6],但血管軟化丸調(diào)節(jié)血脂、抗炎的具體分子機制還不明確。
研究結(jié)果顯示,化痰祛瘀法代表方劑血管軟化丸的含藥血清能夠降低ox-LDL損傷模型的RAW264.7巨噬細胞凋亡率,提高巨噬細胞增殖率,能提高巨噬細胞中pri-miR-467b mRNA表達水平,降低巨噬細胞中LPL mRNA和蛋白表達水平,降低巨噬細胞內(nèi)的TC、CE水平,降低巨噬細胞培養(yǎng)基中IL-6、IL-1β、TNF-α和 MCP-1水平;且高劑量組和低劑量組間比較差異不明顯。本研究結(jié)果表明化痰祛瘀中藥復方血管軟化丸調(diào)節(jié)血脂、抗炎作用,抑制AS的分子機制可能與調(diào)控miRNA-467b,進而靶向LPL調(diào)控巨噬細胞脂質(zhì)蓄積,減少 IL-6、IL-1β、TNF-α和 MCP-1 等炎性因子分泌有關(guān),且不存在量效差異;本研究能夠為AS和脂質(zhì)代謝紊亂性疾病的防治提供實驗依據(jù),為中醫(yī)臨床客觀診療AS提供科學依據(jù)和理論基礎。