[摘 要] 目的:探討小泛素樣修飾特異性蛋白酶 1(SENP-1)/低氧誘導(dǎo)因子 1α(HIF-1α) 通路對(duì)慢性間歇性低氧 (CIH) 誘導(dǎo)大鼠血管內(nèi)皮損傷的影響,闡明其相關(guān)作用機(jī)制。方法:SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和CIH 組,再將每組分為2、4 和6 周3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)亞組,每亞組8 只。CIH 組大鼠暴露于CIH 艙中進(jìn)行CIH 誘導(dǎo),制備阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS) 模型,對(duì)照組大鼠暴露于常氧環(huán)境中。于各時(shí)間點(diǎn)收集各組大鼠血清和胸主動(dòng)脈組織。HE 染色觀察各組大鼠胸主動(dòng)脈血管損傷情況, 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA) 法檢測(cè)各組大鼠血清中一氧化氮(NO)、內(nèi)皮素1(ET-1)、血管性血友病因子(vWF) 和血栓調(diào)節(jié)蛋白(TM) 水平,Western blotting 法檢測(cè)各組大鼠胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α 和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A (VEGFA) 蛋白表達(dá)水平。體外培養(yǎng)大鼠主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(rAECs),經(jīng)SENP-1 shRNA 腺病毒(sh-SENP-1) 感染構(gòu)建SENP-1 基因低表達(dá)的rAECs 細(xì)胞株,采用 CIH 誘導(dǎo)建立血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷模型,分為 CIH 組、CIH+sh-NC 組和 CIH+sh-SENP-1 組,另設(shè)對(duì)照組。CCK-8 檢測(cè)各組細(xì)胞增殖活性,ELISA 法檢測(cè)各組細(xì)胞培養(yǎng)上清中乳酸脫氫酶(LDH) 活性及細(xì)胞中NO、ET-1、丙二醛(MDA) 水平和超氧化物歧化酶(SOD) 活性,流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)各組細(xì)胞凋亡率,Western blotting 法檢測(cè)各組細(xì)胞中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平。結(jié)果:隨著CIH誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),與對(duì)照組比較,CIH組大鼠胸主動(dòng)脈內(nèi)膜逐漸粗糙并明顯增厚, 血清中NO 水平逐漸減低(Plt;0. 05), 血清中ET-1、vWF 和TM 水平及胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平逐漸升高(Plt;0. 05)。與對(duì)照組比較,CIH 組細(xì)胞增殖活性降低(Plt;0. 05),細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性及細(xì)胞中ET-1、MDA 水平和細(xì)胞凋亡率升高(Plt;0. 05),細(xì)胞中NO 水平和SOD 活性降低(Plt;0. 05),SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平升高(Plt;0. 05);與CIH 組比較,CIH+sh-SENP-1 組細(xì)胞增殖活性升高(Plt;0. 05),細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性及細(xì)胞中ET-1、MDA 水平和細(xì)胞凋亡率降低(Plt;0. 05),細(xì)胞中NO 水平和SOD 活性升高 (Plt;0. 05),SENP-1、HIF-1α和 VEGFA蛋白表達(dá)水平降低 (Plt;0. 05)。結(jié)論:SENP-1/HIF-α通路在CIH 誘導(dǎo)的大鼠胸主動(dòng)脈損傷組織中高度活化,沉默SENP-1 表達(dá)可減輕CIH 誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,其作用機(jī)制可能與下調(diào)SENP-1/HIF-α 通路活化水平有關(guān)。
[關(guān)鍵詞] 慢性間歇性低氧; 胸主動(dòng)脈; 小泛素樣修飾特異性蛋白酶1; 低氧誘導(dǎo)因子1α; 血管內(nèi)皮損傷
[中圖分類號(hào)] R364. 4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS) 是一類睡眠時(shí)出現(xiàn)呼吸暫?;虻屯?,引起機(jī)體慢性間歇性低氧(chronic intermittenthypoxia,CIH) 進(jìn)而導(dǎo)致睡眠結(jié)構(gòu)紊亂的疾病,常誘發(fā)血管內(nèi)皮損傷[1]。OSAHS 是高血壓、腦卒中和冠心病等心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,OASHS 患者血管內(nèi)皮損傷引起的內(nèi)皮功能障礙與心腦血管疾病的發(fā)病有密切關(guān)聯(lián)[2],但其作用機(jī)制尚不明確且缺乏有效的治療措施。CIH 是OSAHS的主要病理生理機(jī)制,其引起的氧化應(yīng)激和炎癥是內(nèi)皮損傷的主要危險(xiǎn)因素[3]。相關(guān)文獻(xiàn)[4] 報(bào)道:CIH 可激活低氧誘導(dǎo)因子1α (hypoxic induciblefactor-1α, HIF-1α), 加重主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡和損傷。小泛素樣修飾(small ubiquitin-likemodifier,SUMO) 是一種翻譯后修飾,HIF-1α 被SUMO 化修飾后活性將受到抑制,而SUMO 特異性蛋白酶1 (SUMO specific protease-1, SENP-1)能夠通過(guò)去SUMO 化增強(qiáng)HIF-1α 的穩(wěn)定性[5]。SENP-1/HIF-1α 信號(hào)通路在大鼠肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞低氧性增殖[5] 和人牙髓干細(xì)胞的血管生成中起重要作用[6]。 關(guān)于 SENP-1/HIF-1α 信號(hào)通路在 OSAHS 血管內(nèi)皮損傷中的研究國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)探討SENP-1/HIF-1α 信號(hào)通路在OSAHS 血管內(nèi)皮損傷的作用,為其臨床應(yīng)用提供新的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
SPF級(jí) SD大鼠 48只,雄性,鼠齡8 周,體質(zhì)量250~300 g,由武漢云克隆動(dòng)物有限公司提供, 動(dòng)物使用許可證號(hào): SYXK (鄂)2018-0069。 于 飼 養(yǎng) 室 溫 度(23±1) ℃、 濕 度50%~55 % 和明暗光照各12 h 條件下適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周。
1. 2 主要試劑和儀器
大鼠主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞 (rataortic endothelial cells, rAECs) 購(gòu)自武漢普諾賽生命科技有限公司。SENP-1 短發(fā)夾RNA (shorthairpin RNA, shRNA) 腺病毒(pShuttle-CMVsh-SENP-1, sh-SENP-1) 及其陰性對(duì)照腺病毒(pShuttle-CMV-sh-NC, sh-NC) 由漢恒生物技術(shù)(上海) 有限公司提供, 其腺病毒滴度均為1×1012 PFU·mL?1。胎牛血清、DMEM 培養(yǎng)基和胰蛋白酶購(gòu)自美國(guó)Gibco 公司, 一氧化氮(nitricoxide, NO) 含量檢測(cè)試劑盒(微量法)、大鼠內(nèi)皮素1 (endothelin-1, ET-1) 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 檢測(cè)試劑盒、大鼠血管性血友病因子( vonWillebrand factor, vWF) ELISA 檢測(cè)試劑盒、大鼠血栓調(diào)節(jié)蛋白(thrombomodulin,TM) ELISA 檢測(cè)試劑盒、大鼠乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH) ELISA 檢測(cè)試劑盒、 細(xì)胞丙二醛(malondialdehyde, MDA) 檢測(cè)試劑盒(微板法)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)檢測(cè)試劑盒(NBT 法) 購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司, SENP-1 抗體、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGFA) 抗體和GAPDH 抗體購(gòu)自英國(guó)Abcam 公司, HIF-1α抗體購(gòu)自美國(guó)Ramp;D Systems 公司,CCK-8 試劑盒、First Strand cDNA Synthesis Kit 購(gòu)自武漢塞維爾生物科技有限公司, 實(shí)時(shí)熒光定量PCR (real-timefluorescence quantitative PCR, RT-qPCR) 試劑盒購(gòu)自日本TaKaRa 公司。S1008 間歇氧濃度控制系統(tǒng)和1100-S7 型暴露艙購(gòu)自上海玉研科學(xué)儀器有限公司,RT-6100 酶標(biāo)儀購(gòu)自美國(guó)Rayto 公司,CFXConnct 熒光定量 PCR 儀購(gòu)自美國(guó) Bio-rad 公司,C2 激光共聚焦顯微鏡和E100 顯微鏡購(gòu)自日本Nikon 公司, CytoFLEX 流式細(xì)胞儀購(gòu)自美國(guó)Beckman Coulter 公司, HeracellTM Vios 250i CO2 培養(yǎng)箱購(gòu)自美國(guó)Thermo Fisher 公司,BV-2 垂直電泳儀購(gòu)自武漢塞維爾生物科技有限公司, MouseOx無(wú)創(chuàng)脈搏血氧儀購(gòu)自美國(guó)STARR Life Sciences公司。
1. 3 OSAHS大鼠模型制備
48只SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和CIH 組,再將每組大鼠分為2、4 和6 周3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)亞組,每亞組8 只。按照參考文獻(xiàn)[7]中的方法,將CIH 組大鼠放入間歇性低氧艙中,關(guān)閉艙門(mén),向艙內(nèi)充入氮?dú)夂脱鯕?,緩沖4 min,使艙內(nèi)氧濃度達(dá)到8. 5%,維持1 min;隨后2 min 調(diào)節(jié)艙內(nèi)空氣,使艙內(nèi)恢復(fù)正常空氣(氧濃度恢復(fù)至21%) 并維持1 min, 每次循環(huán)8 min, 每天持續(xù)8 h。對(duì)照組大鼠置于常氧暴露艙中, 常規(guī)飼養(yǎng)。分別于CIH 誘導(dǎo)2、4 和6 周時(shí),采用3% 戊巴比妥鈉過(guò)量麻醉處死各組大鼠,收集外周血和胸主動(dòng)脈組織,按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行保存。
1. 4 HE 染色觀察各組大鼠胸主動(dòng)脈組織病理形態(tài)表現(xiàn)
取出已固定24 h的大鼠胸主動(dòng)脈組織,乙醇脫水, 石蠟包埋, 切片; 石蠟切片(4 μm) 進(jìn)行梯度乙醇脫蠟至水后, 行HE 染色, 脫水封片,于顯微鏡下觀察大鼠胸主動(dòng)脈組織病理形態(tài)表現(xiàn)。
1. 5 細(xì)胞培養(yǎng)和腺病毒感染
將 rAECs 培養(yǎng)于DMEM 培養(yǎng)基中,培養(yǎng)箱條件為37 ℃和5 %CO2。當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到90 % 時(shí)進(jìn)行傳代, 取第2 代對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 rAECs 以每孔 1×105 個(gè)細(xì)胞的密度接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,加入感染復(fù)數(shù)為 100 的sh-NC和sh-SENP-1 腺病毒載體進(jìn)行腺病毒感染,將細(xì)胞分為sh-NC 組和sh-SENP-1 組,另設(shè)不進(jìn)行處理的rAECs 為空白組。孵育30 min 后更換培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)24 h。采用RT-qPCR 法和Western blotting 法檢測(cè)病毒感染后rAECs 中SENP-1 mRNA 和蛋白表達(dá)水平,驗(yàn)證感染效率。
1. 6 血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷模型制備及分組
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期rAECs,采用CIH 誘導(dǎo)建立血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷模型[8]。 調(diào)整細(xì)胞培養(yǎng)箱 O2 濃度, CIH 條件:20% O2 培養(yǎng)15 min, 1 % O2 培養(yǎng)5 min 為1 個(gè)循環(huán),每小時(shí)3 個(gè)循環(huán),培養(yǎng)24 h。將rAECs 分為對(duì)照組(未經(jīng)任何處理)、CIH 組(CIH 誘導(dǎo)24 h)、CIH+sh-NC 組(感染 sh-NC 腺病毒后 CIH 誘導(dǎo)24 h) 和CIH+sh-SENP-1 組(感染sh-SENP-1 腺病毒后CIH 誘導(dǎo)24 h)。
1. 7 RT-qPCR法檢測(cè)各組細(xì)胞中SENP-1 mRNA表達(dá)水平
收集各組細(xì)胞沉淀,提取總 RNA,通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系生成 cDNA, 逆轉(zhuǎn)錄程序:25 ℃ 、5 min, 42 ℃ 、30 min, 85 ℃ 、5 s。以cDNA 為模板, GAPDH 為內(nèi)參, 進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,擴(kuò)增參數(shù)如下: 95 ℃、30 s; 95 ℃、15 s, 60 ℃、30 s,40 個(gè)循環(huán);65 ℃→95 ℃,每升溫0. 5 ℃,采集一次熒光信號(hào)。采用2-△△Ct 法計(jì)算各組細(xì)胞中SENP-1 mRNA 表達(dá)水平。引物序列: SENP-1,F(xiàn) 5'-CCAGCATTTTAACTAACCAGGAAC-3',R 5'-GCTAAGTTATCTGGCTGATGTGG-3';GAPDH,F(xiàn) 5'-TGACGTGGACATCCGCAAAG-3',R 5'-CTGGAAGGTGGACAGCGAGG-3'。
1. 8 CCK-8 法檢測(cè)各組細(xì)胞增殖活性
取各組rAECs,按照每孔1×103個(gè)細(xì)胞的密度接種至96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,同時(shí)設(shè)置空白孔,每組3 個(gè)復(fù)孔,在37 ℃、5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至70% 融合時(shí)進(jìn)行CIH 誘導(dǎo)24 h。提前4 h 向每孔中加入10 μLCCK-8 溶液, 孵育4 h 后, 用酶標(biāo)儀檢測(cè)450 nm波長(zhǎng)處吸光度(A) 值。細(xì)胞增殖活性= (實(shí)驗(yàn)組A 值? 空白孔A 值) / (對(duì)照組A 值? 空白孔A 值) ×100%。
1. 9 ELISA 法檢測(cè)各組大鼠血清中 NO、ET-1、vWF、TM水平及細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH活性和細(xì)胞中NO、ET-1、MDA水平及SOD活性
取各組大鼠血清、細(xì)胞培養(yǎng)上清并收集各組細(xì)胞樣本, 按照ELISA 試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作, 采用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔A 值, 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組大鼠血清中NO、ET-1、vWF 和TM 水平, 細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性,細(xì)胞中NO、ET-1、MDA 水平和SOD活性。
1. 10 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)各組細(xì)胞凋亡率
分組處理后收集各組細(xì)胞, 重懸細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞密度為2×104 mL-1, 取500 μL 重懸細(xì)胞, 加入195 μLAnnexin Ⅴ-FITC 結(jié)合液,再依次加入5 μL AnnexinⅤ-FITC 和10 μL 碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色液輕輕混勻,室溫避光孵育10 min,上機(jī)檢測(cè)。在散點(diǎn)圖上, Q2-1 象限為機(jī)械性損傷的細(xì)胞,Q2-2 象限為晚期凋亡或者壞死細(xì)胞,Q2-3 象限為正常細(xì)胞, Q2-4 象限為早期凋亡細(xì)胞。細(xì)胞凋亡率(%) =Q2-2 象限細(xì)胞百分率+Q2-4 象限細(xì)胞百分率。
1. 11 Western blotting 法檢測(cè)各組大鼠胸主動(dòng)脈組織和細(xì)胞中 SENP-1、HIF-1α 和 VEGFA 蛋白表達(dá)水平
收集各組大鼠胸主動(dòng)脈組織和各組細(xì)胞沉淀,提取總蛋白,進(jìn)行蛋白濃度測(cè)定。上樣已沸水浴變性的蛋白, 經(jīng)聚丙烯氨酰胺凝膠電泳, 轉(zhuǎn)PVDF 膜, 5% 脫脂牛奶封閉, 分別加入一抗SENP-1 抗體(1∶1 000)、HIF-1α 抗體(1∶1 000)、VEGFA抗體(1∶1 000) 和GAPDH抗體(1∶1 000)稀釋緩沖液孵育, 加入辣酸根過(guò)氧化物酶(horseradish peroxidase, HRP) 標(biāo)記 IgG 二抗(1∶10 000) 再次孵育,洗滌,進(jìn)行化學(xué)發(fā)光。采用Alpha 灰度分析軟件分析目的蛋白條帶灰度值,計(jì)算目的蛋白表達(dá)水平。目的蛋白表達(dá)水平=目的蛋白條帶灰度值/內(nèi)參蛋白條帶灰度值。
1. 12 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用SPSS 19. 0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組大鼠血清中NO、ET-1、vWF和TM 水平及胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平,各組細(xì)胞增殖活性,各組細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性,各組細(xì)胞中NO、ET-1、MDA 水平和SOD 活性,各組細(xì)胞凋亡率,各組細(xì)胞中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平,均符合正態(tài)分布, 以-x±s 表示, 兩組間樣本均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn),多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析, 組間樣本均數(shù)兩兩比較采用SNK-q 檢驗(yàn)。以Plt;0. 05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié) 果
2. 1 各組大鼠胸主動(dòng)脈組織病理形態(tài)表現(xiàn)
CIH誘導(dǎo)2、4 和6 周時(shí),對(duì)照組大鼠胸主動(dòng)脈組織形態(tài)結(jié)構(gòu)完整, 管壁無(wú)增厚, 內(nèi)皮光滑, 無(wú)剝脫和缺失;與對(duì)照組比較,CIH 組大鼠胸主動(dòng)脈組織內(nèi)皮粗糙,內(nèi)皮細(xì)胞排列無(wú)序,管壁明顯增厚,且隨著CIH 誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),CIH 組大鼠胸主動(dòng)脈組織損傷逐漸加重。見(jiàn)圖1。
2. 2 各組大鼠血清中 NO、ET-1、vWF 和 TM 水平
CIH 誘導(dǎo)2 周時(shí),與對(duì)照組比較,CIH 組大鼠血清中NO、ET-1、vWF 和TM 水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05);CIH 誘導(dǎo)4 和6 周時(shí),與同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組和CIH 組2 周時(shí)比較,CIH 組大鼠血清中NO 水平降低(Plt;0. 05), 而ET-1、vWF 和TM 水平升高(Plt;0. 05)。見(jiàn)表1。
2. 3 各組大鼠胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α和VEGFA 蛋白表達(dá)水平
CIH 誘導(dǎo) 2、4和 6周時(shí),對(duì)照組大鼠胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05); 與對(duì)照組比較, 隨CIH 誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),CIH 組大鼠胸主動(dòng)脈組織中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平逐漸升高(Plt;0. 05)。見(jiàn)圖2。
2. 4 SENP-1感染效率和各組細(xì)胞增殖活性
與空白組和sh-NC 組比較, sh-SENP-1 組細(xì)胞中SENP-1 mRNA 和蛋白表達(dá)水平降低(Plt;0. 05)(圖3A~3C)。CCK-8 法檢測(cè), 與對(duì)照組比較,CIH 組細(xì)胞增殖活性降低(Plt;0. 05); 與CIH 組比較,CIH+sh-SENP-1 組細(xì)胞增殖活性升高(Plt;0. 05), CIH+sh-NC 組細(xì)胞增殖活性差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)(圖3D)。
2. 5 各組細(xì)胞培養(yǎng)上清中 LDH 活性及細(xì)胞中NO、ET-1、MDA 水平和 SOD 活性
與對(duì)照組比較, CIH 組細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性及細(xì)胞中ET-1 和 MDA 水平升高(Plt;0. 05), 細(xì)胞中NO 水平和SOD 活性降低(Plt;0. 05);與CIH 組比較,CIH+sh-SENP-1 組細(xì)胞培養(yǎng)上清中LDH 活性及細(xì)胞中 ET-1 和 MDA 水平降低(Plt;0. 05),細(xì)胞中 NO 水平和 SOD 活性升高(Plt;0. 05),CIH+sh-NC組細(xì)胞中上述各指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)表2。
2. 6 各 組 細(xì) 胞 凋 亡 率
與 對(duì) 照 組 (7. 30%±0. 98%) 比較, CIH 組細(xì)胞凋亡率(39. 21%±4. 94%) 升高(Plt;0. 05);與CIH 組比較,CIH+sh-SENP-1 組細(xì)胞凋亡率(21. 62%±3. 53%) 降低(Plt;0. 05), CIH+sh-NC 組細(xì)胞凋亡率(37. 60%±3. 92%) 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)圖4。
2. 7 各組細(xì)胞中SENP-1、HIF-1α和VEGFA蛋白表達(dá)水平
與對(duì)照組比較,CIH組細(xì)胞中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平升高(Plt;0. 05);與 CIH 組 比 較, CIH+sh-SENP-1 組 細(xì) 胞 中SENP-1、HIF-1α 和VEGFA 蛋白表達(dá)水平降低(Plt;0. 05), CIH+sh-NC 組細(xì)胞中上述各指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0. 05)。見(jiàn)圖5。
3 討 論
近年來(lái), OSAHS 引起的心血管疾病逐年上升,已成為國(guó)內(nèi)外公共健康問(wèn)題[9]。OSAHS 引起的CIH 可造成血流動(dòng)力學(xué)改變,引起血管損傷,是導(dǎo)致心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[10]。本研究采用CIH 誘導(dǎo)法成功構(gòu)建OSAHS大鼠模型。NO、ET-1、vWF 和TM 是血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷標(biāo)志物, 本研究結(jié)果顯示:隨著CIH 誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),OSAHS 大鼠血清中NO 水平持續(xù)降低, ET-1、vWF 和TM水平持續(xù)升高,且組織病理染色結(jié)果顯示大鼠胸主動(dòng)脈內(nèi)皮損傷加重,提示CIH 可造成OSAHS 大鼠的血管內(nèi)皮損傷,與王海娟等[11] 研究結(jié)果一致。
CIH 可模擬睡眠中缺氧-復(fù)氧合過(guò)程, 極大程度還原OSAHS 的發(fā)病過(guò)程。研究[12-16] 顯示:OSAHS 的發(fā)病機(jī)制與氧化應(yīng)激通路激活和炎癥反應(yīng)有關(guān)。在間歇低氧激活的氧化應(yīng)激及炎癥通路中, HIF-1α 依賴的適應(yīng)性通路可被間歇低氧誘導(dǎo)[17-19], 在OSAHS 的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用。HIF-1α 是參與機(jī)體低氧相關(guān)性基因表達(dá)調(diào)控的重要轉(zhuǎn)錄因子。研究[20-21] 顯示:SENP-1 可影響HIF-1α 信號(hào)通路的活性,并參與HIF-1α 所介導(dǎo)的生理病理過(guò)程,具有正反饋?zhàn)饔?。在低氧時(shí),SENP-1被激活,SENP-1 基因的啟動(dòng)子上2 個(gè)缺氧反應(yīng)元件(hypoxia response element,HRE) 與HIF-1α 結(jié)合,進(jìn)而促進(jìn)SENP-1 基因的錄。轉(zhuǎn)錄后的SENP-1對(duì)低氧誘導(dǎo)的SUMO 化HIF-1α 進(jìn)行去SUMO 化,從而使HIF-1α 穩(wěn)定表達(dá),發(fā)生核轉(zhuǎn)位,轉(zhuǎn)錄激活,調(diào)節(jié)多種靶基因, 如血管內(nèi)皮損傷標(biāo)志物VEGF和促紅細(xì)胞生成素等,基因產(chǎn)物在細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和新生血管生成等方面發(fā)揮重要作用[22]。本研究結(jié)果顯示:CIH 可誘導(dǎo)OSAHS大鼠胸主動(dòng)脈組織和rAECs 中SENP-1、HIF-1α 及VEGFA 蛋白表達(dá)升高; 同時(shí)CIH 還可提高rAECs 凋亡率、LDH活性及ET-1 和MDA 水平,降低大鼠血清中NO 水平和SOD 活性, 并抑制rAECs 增殖活性, 推測(cè)CIH 引起的血管內(nèi)皮損傷可高度活化SENP-1/HIF-α 信號(hào)通路并提高氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡水平。為了進(jìn)一步研究SENP-1/HIF-α 信號(hào)通路對(duì)血管內(nèi)皮損傷的影響,本研究采用sh-SENP-1 腺病毒感染CIH 誘導(dǎo)下的rAECs,通過(guò)沉默SENP-1 表達(dá)抑制HIF-α 蛋白SUMO 化降解,結(jié)果顯示:SENP-1 基因沉默可降低 CIH 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激水平, 提高 rAECs 增殖活性, 說(shuō)明抑制 SENP-1/HIF-α 通路活化對(duì)OSAHS 引起的血管內(nèi)皮損傷中氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡具有減輕作用。
綜上所述,SENP-1/HIF-α 通路在CIH 誘導(dǎo)的大鼠胸主動(dòng)脈損傷組織中高度活化,沉默SENP-1表達(dá)可減輕CIH 誘導(dǎo)的大鼠主動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,其作用機(jī)制可能與下調(diào)SENP-1/HIF-α 通路活化有關(guān)。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究存在的不足,本研究從動(dòng)物和細(xì)胞水平研究SENP-1/HIF-1α 信號(hào)通路在OSAHS 引起的血管內(nèi)皮損傷中的作用,為后期將SENP-1/HIF-1α 信號(hào)通路作為心血管疾病的治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。
利益沖突聲明:
所有作者聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:
賈遠(yuǎn)航參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程和論文撰寫(xiě),江義霞參與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和整理,何振華參與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和論文修改,陳林參與論文初稿審校和數(shù)據(jù)核查,周芳參與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和論文審校。
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[基金項(xiàng)目] 湖南省衛(wèi)健委科研基金項(xiàng)目(202203024555)
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2024年4期