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        血塞通注射液對OGD/R損傷小鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞VEGF通路表達(dá)的影響及機(jī)制研究

        2021-10-30 06:06:14郭楊燕孫行云孟繁興李楠楠
        中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào) 2021年26期

        郭楊燕 孫行云 孟繁興 王 樂 李楠楠

        北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院腦病一科,北京 100078

        腦梗死是指由于多種原因引起腦細(xì)胞缺血缺氧性病變壞死,同時(shí)產(chǎn)生相對應(yīng)的神經(jīng)功能缺損癥的疾病,約占腦血管疾病的70%[1],是中國居民十大死亡原因之首[2-3]?!吨袊X梗死中西醫(yī)結(jié)合診治指南2017》[4]推薦中西醫(yī)綜合治療腦梗死。中醫(yī)治療腦梗死多以活血通絡(luò)為主,以三七類活血化瘀藥為代表的血塞通在臨床應(yīng)用廣泛。有研究顯示,血塞通可上調(diào)患者腦梗死后血清中血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)通路信號的表達(dá)[5],但其作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。可溶性Fms 樣酪氨酸激酶1(soluble FMS-like tyrosine kinase 1,sFlt-1)可與VEGF高親和力結(jié)合,抑制VEGF通路信號的表達(dá),具有抗新血管生成作用[6]。sFlt-1 與VEGF、VEGFR-2 相互制約,共同維持血管正常生理功能。本研究擬建立小鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞氧糖剝奪/復(fù)氧(oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)模型,探究血塞通注射液對OGD/R損傷小鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中VEGF、VEGFR-2 和sFlt-1 蛋白表達(dá)的影響,探究其對VEGF通路表達(dá)的影響及其可能的作用機(jī)制。

        1 材料和方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        1.1.1 細(xì)胞 小鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞系(bEnd.3)(武漢普諾賽生命科技有限公司)。

        1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 血塞通注射液(云南白藥集團(tuán)股份有限公司,批號:20170913,規(guī)格:2 ml∶100 mg/支)。

        1.1.3 主要試劑及器材 β-actin(Proteintech);羊抗鼠-HRP(Abmart,貨號:M21001L);羊抗兔-HRP(上海華安,貨號:HA1001);蛋白marker(北京全氏金生物技術(shù)有限公司,貨號:DM111);VEGFA Mouse(abclonal,貨號:A17877)、VEGF Receptor 2(abclonal,貨號:A5609);soluble VEGF Receptor 1(Invitorgen,貨號:36-1100);缺氧培養(yǎng)裝置(MIC-101,Billups-Rothenberg);酶標(biāo)儀(ELX800,Bio-Teck);電泳儀(EPS300,Tanon)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 OGD/R 模型的建立 氧糖剝奪階段:吸棄細(xì)胞原培養(yǎng)基,使用磷酸鹽緩沖液漂洗1 次,以無糖Kreb’s液代替完全培養(yǎng)基培養(yǎng),放入模塊化缺氧培養(yǎng)裝置,向裝置內(nèi)通入混合氣體(預(yù)混的95%N2+5%CO2),充分置換空氣10 min,測氧儀測試氧氣含量為0 后,夾閉進(jìn)、出氣口,將裝置連同細(xì)胞放入培養(yǎng)箱中孵育6 h。復(fù)氧階段:缺氧培養(yǎng)結(jié)束后,吸棄無糖Kreb’s 液,使用磷酸鹽緩沖液漂洗1 次,再以完全培養(yǎng)基在正常條件下培養(yǎng)不同的時(shí)間。

        1.2.2 氧糖剝奪6 h 對不同種板濃度細(xì)胞活力的影響取生長狀態(tài)良好的細(xì)胞接種至2 個(gè)96 孔板上,分為板1 和板2。種板的細(xì)胞濃度梯度為5×105、2.5×105、1×105、5×104、2.5×104、1×104個(gè)/ml。每列設(shè)置6 個(gè)復(fù)孔,空白部分添加磷酸鹽,板1 做氧糖剝奪造模處理6 h,板2 做正常培養(yǎng)6 h。培養(yǎng)結(jié)束后用CCK-8 溶液給細(xì)胞換液并置于培養(yǎng)箱孵育1 h,取出后用酶標(biāo)儀分別檢測2 個(gè)板在450 nm 處的吸光度,計(jì)算細(xì)胞存活率。細(xì)胞存活率=(As-Ab)/(Ac-Ab)×100%,As 為造模處理的實(shí)驗(yàn)孔OD 均值,Ab 為只含培養(yǎng)基的空白孔OD 均值,Ac 為正常處理的對照孔OD 均值,As-Ab 為板1 的去空白數(shù)據(jù)均值,Ac-Ab 為板2 的去空白數(shù)據(jù)均值。

        1.2.3 不同濃度血塞通在不同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)對造模后細(xì)胞活力的影響 根據(jù)“1.2.2”結(jié)果確定細(xì)胞種板濃度。查閱相關(guān)文獻(xiàn)[4],選擇血塞通終藥濃度12.5、25、50、100 mg/L 共4 個(gè)安全濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)干預(yù),復(fù)氧時(shí)間選擇3、6、12 h 共3 個(gè)水平。實(shí)驗(yàn)分為造模組和實(shí)驗(yàn)組,均造模處理6 h。復(fù)氧階段,造模組以完全培養(yǎng)基正常培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)組分別以不同濃度的血塞通+完全培養(yǎng)基混合液培養(yǎng)。取生長狀態(tài)良好的細(xì)胞接種至3 個(gè)96孔板內(nèi)行氧糖剝奪造模處理6 h。造模結(jié)束后,對3 塊板2~6 列依次按完全培養(yǎng)基、12.5、25、50、100 mg/L濃度的血塞通+完全培養(yǎng)基混合液的順序統(tǒng)一換液,每列設(shè)置6 個(gè)復(fù)孔。復(fù)氧階段:板1 的復(fù)氧時(shí)間為3 h,板2 的復(fù)氧時(shí)間為6 h,板3 的復(fù)氧時(shí)間為12 h。采用CCK-8 法檢測細(xì)胞存活率,方法同上。

        1.2.4 Western blot 檢測細(xì)胞中VEGF、VEGFR2 和sFlt-1 蛋白表達(dá)的水平 根據(jù)“1.2.3”結(jié)果,選用OGD6h/R6h、血塞通濃度100 mg/L 進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。取生長狀態(tài)良好的細(xì)胞接種至96 孔板內(nèi),分為正常組、造模組和實(shí)驗(yàn)組。正常組以完全培養(yǎng)液正常培養(yǎng)12 h;造模組氧糖剝奪培養(yǎng)6 h,復(fù)氧階段以完全培養(yǎng)液培養(yǎng)6 h;實(shí)驗(yàn)組氧糖剝奪培養(yǎng)6 h,復(fù)氧階段給終藥濃度100 mg/L 的血塞通+完全培養(yǎng)基混合液培養(yǎng)6 h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集各組細(xì)胞沉淀于離心管中,加入150 μl裂解液于冰上裂解30 min,-4℃、60 mm、12 000 r/min,離心15 min。BCA 試劑盒測蛋白濃度,根據(jù)結(jié)果配制分離膠、濃縮膠。將蛋白樣品與5×loading buffer 混合后于100℃處理5 min,每孔上樣100 μg 細(xì)胞總蛋白。使用SDS-PAGE 預(yù)制膠以15 mA 恒流電源進(jìn)行電泳,濕轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)至PVDF 膜上,室溫?fù)u床封閉2 h。加入1∶5000 β-actin 抗體,1∶250 VEGFA Mouse 抗體,1∶500 VEGF Receptor 2,1∶50 soluble VEGF Receptor 1,4℃孵育過夜。洗去多余一抗,加入用封閉液稀釋HRP 標(biāo)記二抗(1∶1000),37℃搖床孵育2 h。超敏ECL 化學(xué)發(fā)光試劑盒發(fā)光顯影,Image J 軟件進(jìn)行灰度值測定分析。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,采用重復(fù)測量方差分析。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示,采用χ2檢驗(yàn)。以P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 OGD/R 模型對細(xì)胞形態(tài)的影響

        正常培養(yǎng)6 h 后,細(xì)胞胞漿豐富,呈“旋渦狀”緊密排列,邊界清晰。缺氧造模6 h 后,細(xì)胞回縮,部分細(xì)胞變圓漂浮,細(xì)胞間連接斷裂、間隙變大。見圖1。

        圖1 正常培養(yǎng)及氧糖剝奪造模6 h 后細(xì)胞形態(tài)(40×)

        2.2 最適細(xì)胞種板濃度的確定

        氧糖剝奪6 h 后,不同種板濃度的細(xì)胞存活率分別如下。①5×105個(gè)/ml:70.306%;②2.5×105個(gè)/ml:69.070%;③1×105個(gè)/ml:63.112%;④5×104個(gè)/ml:58.947%;⑤2.5×104個(gè)/ml:50.922%;⑥1×104個(gè)/ml:42.039%。細(xì)胞濃度為2.5×104個(gè)/ml 時(shí),細(xì)胞存活率接近50%,為便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)觀察,選擇此濃度繼續(xù)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

        2.3 最適血塞通濃度和復(fù)氧時(shí)間的確定

        整體分析顯示:各組間比較、時(shí)間點(diǎn)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05),交互作用比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05),提示不同濃度血塞通在不同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)對造模后細(xì)胞活力的影響不同,血塞通濃度與復(fù)氧時(shí)間不存在協(xié)同作用。進(jìn)一步兩兩比較,組內(nèi)比較:各組不同時(shí)間點(diǎn)細(xì)胞活力比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05),提示相同濃度血塞通在不同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)對造模后細(xì)胞活力的影響不同。組間比較:復(fù)氧3、6、12 h,不同濃度實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞活力均高于造模組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05),提示相同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)下不同濃度血塞通對造模后細(xì)胞活力的影響不同。其中,OGD6h/R6h、血塞通作用濃度100 mg/L 時(shí),造模組與實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞活力差值最大,提示在該方案下,血塞通對細(xì)胞活力的促進(jìn)效果最顯著,為便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)觀察,選擇此血塞通濃度和復(fù)氧時(shí)間進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。見表1。

        表1 不同濃度血塞通在不同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)對造模后細(xì)胞活力的影響(,n=6)

        表1 不同濃度血塞通在不同復(fù)氧時(shí)間點(diǎn)對造模后細(xì)胞活力的影響(,n=6)

        注:與造模組同期比較,aP <0.05;與本組復(fù)氧3 h 比較,bP <0.05;與本組復(fù)氧6 h 比較,cP <0.05

        2.4 血塞通對OGD6h/R6h 模型細(xì)胞中VEGF、VEGFR-2和sFlt-1 蛋白表達(dá)的影響

        與正常組比較,造模組和實(shí)驗(yàn)組的VEGF、VEGFR-2和sFlt-1 蛋白的表達(dá)均明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05);與造模組比較,實(shí)驗(yàn)組中VEGF 和VEGFR-2蛋白的表達(dá)均明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05),sFlt-1 蛋白的表達(dá)明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。見圖2~3。

        圖2 VEGF、VEGFR-2 和sFlt-1 蛋白條帶

        圖3 血塞通對OGD6h/R6h 模型細(xì)胞中VEGF、VEGFR-2 和sFlt-1 蛋白表達(dá)的影響

        3 討論

        腦梗死又稱為缺血性腦卒中,屬中醫(yī)“中風(fēng)”范疇。病位在腦,常涉及心、肝、腎、脾,病因以積損正衰為主,病機(jī)多為氣血逆亂,腦脈痹阻,治當(dāng)以調(diào)節(jié)臟腑、補(bǔ)氣行血、化痰通瘀為主[7]。目前西醫(yī)治療腦梗死主要以抗凝、抗板、降纖、溶栓為主[8],較為公認(rèn)的是盡早恢復(fù)受損腦組織及缺血半暗帶的血供、挽救受累的神經(jīng)細(xì)胞,以恢復(fù)正常的神經(jīng)功能[9]。

        VEGF 是血管內(nèi)皮細(xì)胞生長特異的有絲分裂原和血管通透性因子,可特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞已糖化的多功能蛋白,誘導(dǎo)新生血管形成[10],對MCAO細(xì)胞的恢復(fù)起重要作用[11]。VEGF 主要與其受體VEGFR-2 結(jié)合,高度特異性地作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂原,促進(jìn)腦梗死后缺血區(qū)血管生成和修復(fù),減少腦梗死的體積、保護(hù)神經(jīng)[12-14]。同時(shí)還可動(dòng)員一些骨髓源細(xì)胞和單核細(xì)胞到血管中,參與血管生成、誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶生成,促使內(nèi)皮細(xì)胞釋放生長因子[15]。因此,VEGF 和VEGFR-2 兩個(gè)蛋白的表達(dá)情況,可間接反映血管新生狀況。sFlt-1 由Flt-1 基因選擇性胞外區(qū)剪接形成,因其缺乏跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)域而無細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能,主要通過與VEGF 結(jié)合,中和血漿中VEGF 含量;同時(shí)可與VEGFR-2 結(jié)合形成異源二聚體,阻斷VEGF 介導(dǎo)的受體酪氨酸磷酸化,抑制VEGF通道的激活,是VEGF 的內(nèi)源性抑制劑[16-17]。

        血塞通為臨床治療腦梗死的常用藥物,其主要成分是提取自中藥三七中的三七總皂苷(panax notoginseng saponins,PNS)[18]。三七主入肝、胃經(jīng),功能為散瘀止血,消腫定痛[19]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究顯示,三七具有改善能量代謝障礙、保護(hù)血腦屏障、修復(fù)神經(jīng)血管等作用[20]。PNS 可促進(jìn)腦梗死患者的白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)重塑,改善細(xì)胞毒性及血管源性水腫[21-22],并可刺激骨髓中干細(xì)胞因子的產(chǎn)生,通過降低黏附分子對骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的黏附作用促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向血漿的動(dòng)員,改善梗死區(qū)的微環(huán)境,具有提高梗死區(qū)干細(xì)胞的存活率、促進(jìn)干細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞之效[23]。研究顯示,聯(lián)合血塞通治療腦梗死效果顯著,具有良好的協(xié)同作用和效果,不良反應(yīng)較少,臨床應(yīng)用安全有效[24-26]。

        本研究以缺氧培養(yǎng)裝置和無糖Kreb’s 液制備細(xì)胞OGD/R 模型,體外模擬腦細(xì)胞缺血再灌注損傷的病理過程[27]。篩選出最適細(xì)胞種板濃度、復(fù)氧時(shí)間和血塞通注射液濃度后,在該條件下探究血塞通注射液對細(xì)胞內(nèi)VEGF、VEGFR-2、sFlt-1 蛋白的表達(dá)影響。研究結(jié)果顯示,血塞通注射液對氧糖剝奪損傷后的細(xì)胞具有一定改善細(xì)胞損傷的作用。在蛋白分子水平上,與正常組比較,造模組的VEFG、VEGFR-2 蛋白的表達(dá)明顯升高;與造模組比較,實(shí)驗(yàn)組的VEFG、VEGFR-2 蛋白的表達(dá)更高。提示缺血缺氧等刺激因素使細(xì)胞內(nèi)VEGF 及其受體含量的表達(dá)升高,血塞通注射液使氧糖剝奪損傷的細(xì)胞內(nèi)VEGF 及其受體含量的表達(dá)更高。與正常組比較,實(shí)驗(yàn)組sFlt-1 蛋白表達(dá)升高;與造模組比較,實(shí)驗(yàn)組的sFlt-1 蛋白的表達(dá)降低。提示血塞通注射液可抑制氧糖剝奪損傷的細(xì)胞內(nèi)sFlt-1 蛋白的表達(dá),起到促進(jìn)VEGF通路表達(dá)的作用。

        綜上所述,血塞通注射液可上調(diào)OGD/R損傷的小鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中VEGF通路信號的表達(dá),且其上調(diào)VEGF通路信號表達(dá)的機(jī)制可能與sFlt-1 蛋白的表達(dá)受到抑制有關(guān)。目前本研究僅從蛋白水平探討血塞通注射液與VEGF通路表達(dá)的關(guān)系,后續(xù)實(shí)驗(yàn)將繼續(xù)深入研究mRNA 水平是否也有相同趨勢的改變。

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