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盐酸地尔硫对血管平滑肌细胞增殖与凋亡的影响

2011-05-31庄秋红赵学忠

中国老年学杂志 2011年10期
关键词:生长率平滑肌线粒体

庄秋红 李 譞 赵学忠

(吉林省武警总队医院,吉林 长春 130062)

血管平滑肌细胞(VSMC)是构成血管壁的重要成分,其增殖和凋亡的失衡可以导致动脉粥样硬化(AS)和PCI术后管腔再狭窄。有研究证明钙通道阻滞剂(CCB)类药物有抗AS作用。盐酸地尔硫艹卓(合贝爽)是CCB中地尔硫艹卓类药物,本实验应用合贝爽抑制血管紧张素(Ang)Ⅱ诱导的VSMC增殖,并观察其对凋亡基因的影响,旨在探讨合贝爽有无抗AS作用。

1 材料与方法

1.1 细胞培养、鉴定及分组 清洁级Wistar大鼠在无菌操作条件下取胸主动脉中层加入RPMI1640培养液,采用贴块法培养,放入CO2孵箱培养,于倒置显微镜下观察细胞生长情况,待单层细胞生长近培养瓶底80%以上时可传代。实验中采用4~6代VSMC。采用兔抗大鼠平滑肌肌动蛋白(α-SMA)对动脉平滑肌细胞进行肌动蛋白免疫组化染色,鉴定其是否为VSMC。

将 4~6代 VSMC随机分为空白组、模型组(AngⅡ10-7mol/L)、模型 +合贝爽1组(合贝爽10-5mol/L)、模型 +合贝爽2组(合贝爽10-6mol/L)、模型+合贝爽3组(合贝爽10-7mol/L),以上各组培养48 h。

1.2 方法

1.2.1 细胞增殖能力测定 采用MTT法检测VSMC的生长率,各组细胞加入MTT溶液,37℃继续培养4 h后终止培养,加入二甲基亚砜(DMSO),振荡10 min,选择490 nm波长,在酶标仪上测定各孔吸光度值。

1.2.2 原位细胞凋亡染色 各组细胞爬片用40% 多聚甲醛室温固定30 min,放入0.3%H2O-2甲醇中30 min封闭,放入0.1%TritonX-100枸橼酸钠缓冲液中冰浴2 min,加25μl的TUNEL反应混合液,在湿盒中37℃反应60 min,加25μl转化剂,在湿盒中37℃孵育30 min,加入DAB底物溶液,室温孵育10 ~30 min,复染核,脱水、透明、封片、镜检。

1.2.3 RT-PCR 法检测细胞内 Bcl-2、Bax、Fas、P53 mRNA 的表达情况

1.2.3.1 各组VSMC中总RNA提取 VSMC中加入1 ml Trizol试剂,轻轻摇动至细胞裂解、液体变黏,加入0.2 ml氯仿,离心后取上层水相加入0.5 ml异丙醇,室温下放置10 min后混匀,离心后沉淀中加入75%乙醇1 ml洗涤1次,离心后沉淀干燥10 min,沉淀重悬于DEPC水中。

1.2.3.2 反应体系及循环参数 (1)总RNA逆转录反应:等量取上述每个标本总RNA 1μg,分别逆转录成cDNA。反应体系(20 μl):RNA 10 μl、Oligo dT 1 μl,90℃水浴5 min,置于冰上2 min,后续加 M-MLV 1 μl、dNTP 2 μl、RNase抑制剂0.5 μl、双蒸水 5.5 μl,42℃水浴 60 min,95℃水浴 5 min,置于 4℃保存。(2)PCR反应体系(50μl)10×PCR缓冲液5μl、MgCl25μl、dNTP 1μl、目的基因上游、下游引物各1 μl、Tap DNA 酶1 μl、样本cDNA 2μl、重蒸水32μl。反应条件:95℃变性30 s,57℃退火45 s,72℃延伸 60 s,循环30次。

1.2.3.3 电泳分离、结果测定 取PCR产物于2%琼脂糖凝胶上电泳,紫外分析仪下观察,并拍照记录结果,每份样品的GAPDH扩增带均应阳性。

1.3 统计学分析 各组数据均以x±s表示,组间比较采用样本均数的方差分析。

2 结果

2.1 VSMC的鉴定 采用α-SMA免疫组化染色,结果显示>98%的细胞染色呈阳性,即细胞质内呈棕黄色反应,胞核不着色,表明细胞含有肌动蛋白,证实为VSMC。见图1。

2.2 合贝爽对VSMC增殖能力的影响 模型组生长率比空白组明显升高,两者存在显著差异(P<0.05),提示AngⅡ促进VSMC增殖;合贝爽1、2、3组生长率均比模型组显著降低,有显著差异(P<0.05),并与剂量相关,提示合贝爽有抑制AngⅡ促进的VSMC增殖的作用。见表1。

2.3 合贝爽对VSMC凋亡的影响 TUNEL染色阳性细胞表现为细胞核呈棕黄色着色,细胞质不着色。在400倍显微镜下计数阳性细胞的个数,阳性细胞数/视野内细胞总数即为凋亡率。合贝爽1、2、3组凋亡率比模型组增高,有显著差异(P<0.05),并与剂量相关,提示合贝爽有促进VSMC凋亡的作用。见表1。

2.4 合贝爽对 VSMC Bcl-2、Bax、Fas、P53基因表达的影响合贝爽1、2、3组Bcl-2 mRNA的表达量比模型组减少,有显著差异(P<0.05),说明合贝爽对Bcl-2的表达有抑制作用。合贝爽1、2、3组Bax、Fas mRNA的表达量比模型组增多,有显著差异(P<0.05),说明合贝爽对Bax、Fas的表达有促进作用。合贝爽1、2组P53 mRNA的表达量比模型组增多,合贝爽3组P53 mRNA的表达量与模型组比较无统计学意义,说明合贝爽对P53的表达有促进作用。见表2和图2。

表1 不同浓度合贝爽对AngⅡ诱导的VSMC增殖及凋亡率的影响(x ± s,n=8)

表2 各组VSMC Bcl-2、Bax、Fas、P53 mRNA的表达情况(x ± s,n=3)

图1 VSMCα-SMA免疫组化染色(×200)

图2 各组 VSMC Bcl-2、Bax、Fas、P53 mRNA 的表达

3 讨论

VSMC是构成血管壁的重要成分,其过度增殖、凋亡减少是动脉粥样硬化(AS)和PCI术后管腔再狭窄形成的重要步骤〔1〕。因此开发安全有效的促进VSMC凋亡、抑制增殖的药物具有重要临床意义。合贝爽(herbesser)通用名为地尔硫艹卓,主要作用为抑制平滑肌细胞收缩,扩张冠状动脉,用于治疗不稳定型心绞痛。本实验结果显示合贝爽能使VSMC生长率降低,凋亡率增加,说明合贝爽可能有抑制VSMC的增殖、促进VSMC凋亡的作用。

本实验显示合贝爽抑制抗凋亡Bcl-2的表达,促进促凋亡基因Bax、Fas、P53的表达。Bcl-2是抗凋亡基因,通过阻止线粒体膜上通透性孔道的开放,阻止线粒体细胞色素C的释放,抑制caspase-9的激活;中和促进凋亡的蛋白和引起细胞核谷胱苷肽(GSH)积聚,导致核内氧化还原平衡的改变,从而降低caspase的活性,最终抑制 VSMC 的凋亡〔2〕。Bax、Fas、P53 是促凋亡基因,通过激活线粒体途径和死亡受体途径,最终导致VSMC凋亡的发生。Bax在细胞内超表达,形成同源二聚体多,Bax与Bcl-2形成异源二聚体减少,与Bax分离的Bcl-2增多,使Bcl-2失去了抗凋亡能力,细胞对死亡信号的反应增强〔3〕。P53是Bax的正调因子、Bcl-2的负调因子,Bcl-2/Bax的减少使细胞色素C从线粒体中释放出来,近而导致快速的caspase级联反应,最后导致线粒体介导的细胞凋亡〔4〕。P53还可以改变死亡受体的分布,使其由细胞质转移到细胞表面,增加细胞对死亡受体介导的细胞凋亡的敏感性〔5〕。Fas是死亡受体家族的重要成员,Fas与Fas配体蛋白在细胞膜上结合后,触发自身三聚化,激活caspase-3,caspase-3水解多种蛋白如内源性DNA酶、细胞骨架成分,最终引发细胞凋亡〔6〕。

综上所述,合贝爽可能通过抑制抗凋亡基因Bcl-2表达,促进促凋亡基因Bax、Fas和P53表达,使VSMC凋亡增加,抑制VSMC增殖。VSMC增殖减少使血管壁细胞数量减少、内膜变薄、管腔狭窄减轻,减少了细胞因子的释放和基质降解酶和促血栓分子的表达,延缓或逆转了AS的发展〔7〕。VSMC增殖的减少延缓了其向内膜下迁移,减少了细胞外基质的合成,防治了PCI术后再狭窄的发生〔8〕。

1 Rose R.Atherosolereosis-an inflammatory disease〔J〕.N Eng J Med,1999;340(2):115-26.

2 Pinton P,Ferrari D,Papizzi Z,et al.The Ca2+concentration of the endoplasmic reticulum is a key determinant of ceramide-induced apoptosis:significance for the molecular mechanism of Bcl-2 action〔J〕.EMBO J,2001;20:2690-701.

3 Schendel SL,Xie ZH,Montal MO,et al.Channel formation by anti-apoptotic protein Bcl-2〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA,1997;13:1899-911.

4 vanden Abeele F,Skryma R,Shuba Y,et al.Bcl-2-dependent modulation Ca2+homeostasis and store-operated channels in prostate cancer cells〔J〕.Cancer Cell,2002;1(2):169-79.

5 Wu GS,Burns TF,McDonald ER,et al.KILLER/DR5 is a DNA damageinducible P53-regulated death receptor gene〔J〕.Nat Genet,1997;17(2):141-3.

6 Chan SW,Hegyi L,Scott S,et al.Sensitivity to Fas-mediated apoptosis is determined below receptor level in human vascular smooth muscle cells〔J〕.Circ Res,2000;86:1038-52.

7 Rivaed A,Andres V.Vascular smooth muscle cell proliferation in the pathogenesis of atherosclerotic cardiovascular diseases〔J〕.Histol Histopathol,2000;16:557-71.

8 Ross R,Glomset JA.The pathogenesis of atherosclerosis〔J〕.N Engl J Med,1996;295:420-5.

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