沈建芬,張又枝,肖軍花,王嘉陵
(1.浙江省嘉興市第一醫(yī)院,314000;2.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理系,武漢430030)
二苯乙烯苷(2,3,5,4'-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glucoside,THSG)是從何首烏中提取的活性成分,與人工合成的雌激素己烯雌酚(diethylstilbestrol,DES)及從法國(guó)紅葡萄酒中提取的白藜蘆醇(resveratrol,RES)具有相同的多羥基二苯乙烯結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證實(shí),DES和RES均可通過上調(diào)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)的mRNA和蛋白的表達(dá)水平,增加一氧化氮(nitricoxide,NO)產(chǎn)量,產(chǎn)生舒張血管的作用[1-2]。筆者前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),THSG具有舒張血管作用,且與增加血管NO產(chǎn)量有關(guān)[3-4]。因此推測(cè)
THSG增加NO產(chǎn)量產(chǎn)生舒張血管的作用可能與影響eNOS基因表達(dá)水平有關(guān)。筆者在本實(shí)驗(yàn)中研究THSG對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)NO含量及eNOS活性的影響及其作用機(jī)制,以期從基因水平闡述THSG增加NO產(chǎn)量、舒張血管的作用機(jī)制,為THSG的開發(fā)利用提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 材料THSG(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥理系王嘉陵教授提供),HUVECs(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞庫(kù)提供),胰酶(購(gòu)自Sigma公司,批號(hào):9002077),NO試劑盒(硝酸還原酶法)及NOS分型試劑盒購(gòu)于南京建成生物工程有限公司。達(dá)爾伯克改良必需基本培養(yǎng)基(Dulbecco's modified minimal essential mediun,DMEM)及胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)購(gòu)于Gibco公司。RT-PCR試劑盒為TaKaRa公司。eNOS及甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)引物合成為北京奧科公司。eNOS多克隆抗體及actin一抗購(gòu)自Chemclo公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)及分組HUVECs用含10%FBS的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng),3~4 d傳代1次,取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組加入1,10,100 μmol·L-1THSG(用DMEM配制,過濾除菌),對(duì)照組不加其他試劑,均用含2%FBS的DMEM培養(yǎng)液在二氧化碳(CO2)培養(yǎng)箱培養(yǎng)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組重復(fù)3次,取平均值。
1.3 HUVECs細(xì)胞上清液NO含量及eNOS活性的測(cè)定操作步驟嚴(yán)格按試劑盒操作說明書進(jìn)行,721分光光度儀檢測(cè)吸光度(A)值。
1.4 RT-PCR檢測(cè)HUVECs eNOS mRNA表達(dá)水平總RNA抽提按照總RNA抽提試劑盒說明操作,A260/A280為1.8~2.0,取總RNA 1 μg,按照一步法RT-PCR試劑盒說明操作。eNOS引物序列正義:5'-TCCTGTATGGCTCCGAGACC-3',反義:5'-AGCAGGAGATGCTGTTGAAGC-3',擴(kuò)增產(chǎn)物291 bp。GAPDH引物序列正義:5'-GTGAAGGTCGGAGTCAACGGATTT-3',反義:5'-CACGTCTTCTGGGTGGCAGTGAT-3',擴(kuò)增產(chǎn)物555 bp。RT-PCR條件:50℃30 min逆轉(zhuǎn)錄,94℃5 min預(yù)變性,然后94℃40 s變性,57℃40 s退火,72℃30 s延伸,共30個(gè)循環(huán),最后72℃延伸7 min。RT-PCR產(chǎn)物經(jīng)1.5%瓊脂糖凝膠電泳后進(jìn)行密度掃描,以eNOS/GAPDH灰度值計(jì)算待測(cè)基因相對(duì)表達(dá)量。
1.5 Western Blot檢測(cè)HUVECs eNOS蛋白表達(dá)HUVECs蛋白提取液經(jīng)考馬斯亮藍(lán)法調(diào)整至相同濃度,以50 μg·L-1上樣,8%聚丙烯酰胺凝膠電泳,電轉(zhuǎn)移至硝酸纖維膜上。電轉(zhuǎn)后的硝酸纖維膜用含5%脫脂奶粉封閉液封閉,此后分別加入eNOS兔抗一抗(1∶500稀釋),4℃孵育過夜,TTBS漂洗,加入二抗(1∶1 000稀釋)孵育,再以PBST液振蕩洗滌(15 min×3次),化學(xué)發(fā)光法顯色,凝膠定量軟件Quantity One 4.52分析,以actin作內(nèi)參照。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)處理,P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 THSG對(duì)HUVECs NO含量及eNOS活性的影響 各濃度THSG均使NO含量增加,使eNOS活性增強(qiáng)(P<0.05或P<0.01),且隨著濃度增加,作用增強(qiáng),具有濃度依賴性,見表1。
表1 4組HUVECs NO含量與eNOS活性測(cè)定結(jié)果Tab.1 Results of the content of NO and eNOS activity in 4 groups of HUVECs ±s
表1 4組HUVECs NO含量與eNOS活性測(cè)定結(jié)果Tab.1 Results of the content of NO and eNOS activity in 4 groups of HUVECs ±s
與對(duì)照組比較,*1P<0.05,*2P<0.01Compared with control group,*1P<0.05,*2P<0.01
NO/eNOS/組別含量(μmol·g-1)活性(U·mL-1)
2.2 THSG對(duì)HUVECs eNOS mRNA表達(dá)的影響THSG可增強(qiáng)eNOS mRNA表達(dá),且呈濃度依賴性。孵育24 h后,1 μmol·L-1THSG可使eNOS mRNA水平增加(P<0.05);10 μmol·L-1THSG使eNOS mRNA水平顯著增加,平均吸光度為對(duì)照組的2.2倍(P<0.01),結(jié)果見圖1。
2.3 THSG對(duì)HUVECs eNOS蛋白表達(dá)的影響THSG可增強(qiáng)eNOS蛋白表達(dá),且呈濃度依賴性。孵育48 h后,1 μmol·L-1THSG可使eNOS蛋白水平增加(P<0.05)。10 μmol·L-1THSG使eNOS蛋白水平顯著增加,平均灰度值為對(duì)照組的2倍(P<0.01),結(jié)果見圖2。
NO是一種半衰期很短的自由基分子,在許多生物反應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮重要作用,信使作用最經(jīng)典的例子是在血管壁,NO從上皮細(xì)胞彌散到血管壁平滑肌細(xì)胞,激活此處的鳥苷酸環(huán)化酶,引起血管平滑肌細(xì)胞松弛,血管舒張,還可以抑制血管平滑肌細(xì)胞增生和血小板聚集,影響血流等[5]。正常生理狀態(tài)下,內(nèi)皮細(xì)胞可持續(xù)合成和釋放NO,調(diào)節(jié)血管張力。NOS是NO合成的限速酶,在體內(nèi),內(nèi)源性NO是由NOS催化L-精氨酸(L-Arg)轉(zhuǎn)化而成,其合成與降解之間的平衡由L-Arg-NO通路的活性決定。哺乳動(dòng)物體內(nèi)存在內(nèi)皮型(eNOS)、神經(jīng)型(nNOS)與誘導(dǎo)型(iNOS)3種類型NOS[6]。eNOS主要分布在內(nèi)皮組織,負(fù)責(zé)基礎(chǔ)NO的合成,內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO的量受酶活性和(或)eNOS基因表達(dá)的調(diào)節(jié)[3],激動(dòng)劑誘導(dǎo)的鈣離子(Ca2+)依賴的eNOS活性快速而短暫的增強(qiáng),可使內(nèi)皮細(xì)胞迅速產(chǎn)生NO,NO含量于數(shù)分鐘內(nèi)即達(dá)高峰[7]。在生理狀態(tài)下eNOS表達(dá)處于低水平,但可受多種因素調(diào)節(jié),包括血流動(dòng)力學(xué)、低氧、雌激素等[8]。
THSG與人工合成的雌激素己烯雌酚具有相似的結(jié)構(gòu),前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有增強(qiáng)體外血管eNOS活性,增加血管NO含量,舒張血管等。有實(shí)驗(yàn)報(bào)道[9],THSG能提高動(dòng)脈硬化大鼠NO含量及主動(dòng)脈NOS表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,THSG能增強(qiáng)HUVECs中NO含量和eNOS活性,上調(diào)eNOS mRNA和蛋白表達(dá),并呈濃度依賴性。實(shí)驗(yàn)中1,10,100 μmol·L-1THSG孵育24~48 h所引起的HUVEC mRNA和蛋白表達(dá)增多,提示THSG可通過上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞中eNOS mRNA和蛋白表達(dá),增加NO含量,從而產(chǎn)生舒張血管平滑肌作用。
總之,THSG可上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞eNOS mRNA和蛋白表達(dá),這可能是THSG增加NO量,舒張血管平滑肌的機(jī)制之一。
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