陳璐,周潔,廖宏慶,李國術,鐘惠娟,張濤
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二氫楊梅素對巨噬細胞源性泡沫細胞膽固醇流出的影響
陳璐1,周潔2,廖宏慶3,李國術4,鐘惠娟1,張濤3
摘要:目的觀察二氫楊梅素(DMY)對鼠源巨噬細胞性泡沫細胞膽固醇流出的影響并探討其可能機制。方法用50 mg/L的氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)孵育鼠源性巨噬細胞RAW264.7經48 h誘導細胞泡沫化。將泡沫細胞分為對照組(只加RPMI 1640的培養(yǎng)基培養(yǎng))和DMY1~4組(分別用10、20、40和80 μmol/L DMY處理),培養(yǎng)24 h。采用[3H]標記的膽固醇檢測細胞膽固醇的流出率,高效液相色譜測定細胞內游離膽固醇(FC)、膽固醇酯(CE)和總膽固醇(TC)的水平,Western blot檢測細胞中三磷酸腺苷結合盒轉運體A1(ABCA1)的表達。結果與對照組比較,20、40和80 μmol/L DMY組細胞的膽固醇流出率均顯著增加,細胞內FC、TC和CE水平及CE/TC的比值均顯著減少,ABCA1的表達顯著上調,均呈劑量依賴性(均P<0.05)。與對照組比較,DMY(10 μmol/L)組細胞膽固醇流出率,細胞內FC、TC和CE水平,ABCA1的表達差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。結論DMY促進了鼠源巨噬細胞性泡沫細胞膽固醇流出,其機制可能與上調泡沫細胞中ABCA1的表達有關。
關鍵詞:動脈粥樣硬化;泡沫細胞;巨噬細胞;膽固醇;疾病模型,動物;二氫楊梅素;膽固醇流出;三磷酸腺苷結合盒轉運體A1
二氫楊梅素(dihydromyricetin,DMY)是一種二氫黃酮醇類化合物,是民間古茶藤茶中總黃酮的主要成分之一[1]。研究表明,DMY藥理作用廣泛,具有抗菌消炎、抗氧化、抗腫瘤、降血糖和保護肝腎功能等作用[2-3]。最近的研究表明,DMY可降低動脈粥樣硬化(artherosclerosis,AS)大鼠的血脂水平,改善其血流動力學,抑制大鼠主動脈弓炎癥因子的表達,對AS具有防治作用[4-5]。泡沫細胞膽固醇逆向轉運(reverse cholesterol transport,RCT)障礙是AS形成的重要病理生理學基礎[6]。DMY是否通過影響泡沫細胞的RCT而發(fā)揮抗AS的作用,目前尚未明確。因此,本研究擬采用氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)孵育鼠源性巨噬細胞建立泡沫細胞模型,觀察DMY對泡沫細胞膽固醇流出的影響,并探討其可能的作用機制,以期為AS的防治提供參考。
1.1細胞和試劑RAW264.7鼠源性單核巨噬細胞系購自中國科學院細胞庫。DMY購自成都曼斯特生物科技公司。RPMI 1640培養(yǎng)基、小牛血清、胰酶、四乙酸乙二胺購自Invitrogen公司。[3H]標記的膽固醇購自中國原子能研究院同位素研究所。BCA蛋白定量試劑盒購自Invitrogen公司。兔抗小鼠三磷酸腺苷結合盒A1(ATP binding cassette A1,ABCA1)一抗和辣根過氧化物酶標記的二抗均購自美國SantaCruz公司。LS 6500型液體閃爍計數儀為美國貝克曼庫爾特公司產品。健康人血漿購自廣東省廣州市中心血站。
1.2巨噬細胞的培養(yǎng)和分組用含10%胎牛血清的RPMI 1640的培養(yǎng)液培養(yǎng)RAW264.7細胞。當細胞的生長融合度達到60%~70%時,加入50 mg/L ox-LDL繼續(xù)培養(yǎng)48 h,使細胞轉化為泡沫細胞。將泡沫細胞分為5組:對照組,用RPMI 1640的培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h;DMY1~4組,分別用10、20、40 和80 μmol/L DMY處理泡沫細胞24 h,用于后續(xù)的實驗。
1.3膽固醇流出率的測定將細胞以3.0×106個/mL接種于6孔板,培養(yǎng)48 h,培養(yǎng)液中含0.2 μCi/L[3H]標記的膽固醇、胎牛血清(體積分數5%)和ox-LDL(50 mg/L)。加入DMY處理24 h后,PBS洗3次,更換培養(yǎng)液為無血清含載脂蛋白A I(50 mg/L)培養(yǎng)液,再培養(yǎng)12 h。培養(yǎng)液和細胞中的[3H]的射線強度用液體閃爍計數儀檢測。細胞膽固醇流出率=培養(yǎng)液中[3H]的射線強度/(培養(yǎng)液+細胞)[3H]總的射線強度×100%[7]。
1.4泡沫細胞內膽固醇含量測定采用高效液相色譜分析。處理結束后收集各組細胞,用超聲破碎細胞,BCA法測定細胞溶解液的蛋白含量。加入6%三氯醋酸,再加入等體積的正己烷和異丙醇混合液(體積比為4∶1)。攪拌,15℃,2 000×g離心10 min,收集上層的有機相,65℃真空干燥。加入100 μL異丙醇、正庚烷和乙腈的混合液(體積比為35∶13∶52)。室溫下,2 000×g離心10 min,收集上清,取10 μL樣本用于高效液相色譜分析。高效液相色譜檢測中采用C18柱,流動相為異丙醇、正庚烷和乙腈混合液,柱溫為4℃,流速為1 mL/min,波長為216 nm,檢測時間為10 min。定量膽固醇時以峰面積表示,先測定出游離膽固醇(free cholesterol,FC)和總膽固醇(total cholesterol,TC)的量,膽固醇酯(cholesterol ester,CE)的量=TC的量-FC的量,以mg/g細胞蛋白為測量單位。
1.5Western blot檢測ABCA1蛋白的表達水平收集各組細胞,提取細胞的總蛋白,BCA法測量樣本的蛋白濃度。取樣本50 μg,加入到2×SDS凝膠加樣緩沖液中,煮沸。進行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳,將蛋白分離。采用轉膜儀將蛋白樣本轉移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,麗春紅染色觀察蛋白轉移效果。用10%脫脂奶粉孵育PVDF膜2 h。加入一抗工作液,其中含兔抗鼠ABCA1(1∶200)和β-actin(1∶200)抗體,4℃過夜。TBST液洗3次,加入辣根過氧化物酶標記的二抗,4℃孵育4 h。TBST液洗3次,采用蛋白質印跡熒光檢測試劑盒曝光于X線片上,膠片經顯影和定影處理后,采用凝膠圖像分析系統(tǒng)對膠片進行掃描,以β-actin為內參,通過測量條帶灰度值對結果進行半定量分析。實驗操作參照文獻[8],實驗重復3次。
1.6統(tǒng)計學方法采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的計量資料用x±s表示,多組間均數比較采用單因素方差分析,組間多重比較采用LSD-t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1DMY對泡沫細胞膽固醇流出率的影響對照組、DMY1~4組泡沫細胞膽固醇的流出率(%)分別為14.75±1.37、16.24±1.78、28.39±2.41、36.52±2.15 和44.03±3.61(F=5.79,P<0.05)。與對照組相比,DMY 2、3和4組以劑量依賴的方式顯著增加了泡沫細胞的膽固醇流出率(均P<0.05)。DMY1組泡沫細胞的膽固醇流出率與對照組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
2.2DMY對泡沫細胞內膽固醇含量的影響與對照組相比,DMY 2、3和4組細胞內TC、FC和CE含量以及CE/TC的比值均降低,呈現劑量依賴性(均P<0.05)。DMY1組細胞內FC、TC和CE含量以及CE/TC的比值與對照組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。
Tab.1 Effects of DMY on the level of cholesterol in foam cells表1 DMY對泡沫細胞膽固醇含量的影響 (n=30,±s)
Tab.1 Effects of DMY on the level of cholesterol in foam cells表1 DMY對泡沫細胞膽固醇含量的影響?。╪=30,±s)
*P<0.05;a與對照組比較,b與DMY1組比較,c與DMY2組比較,d與DMY3組比較,P<0.05
組別對照組DMY1組DMY2組DMY3組DMY4組F 525.15±4.73 511.32±45.78 413.73±31.26ab321.69±35.44abc268.76±24.05abcd5.78*196.75±17.48 195.83±16.44 183.25±14.65ab165.76±18.12abc116.12±8.57abcd4.81*328.46±35.12 315.49±30.07 228.95±23.08ab156.57±17.34abc121.41±13.08abcd5.29*62.54±3.81 61.71±4.63 55.34±4.27ab49.57±3.69abc45.17±4.07abcd4.14*TC(mg/g)FC(mg/g)CE(mg/g)CE/TC(%)
2.3DMY對泡沫細胞ABCA1表達的影響對照組、DMY1~4組ABCA1蛋白的相對表達水平分別為0.11±0.02、0.13±0.03、0.28±0.03、0.37±0.05和0.46± 0.05(n=3,F=6.79,P<0.05)。與對照組相比,DMY2、3 和4組ABCA1蛋白的表達增加,呈現劑量依賴性(均P<0.05)。DMY1組ABCA1蛋白的表達與對照組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見圖1。
Fig.1 Effects of DMY on expression of ABCA1 in foam cells圖1 DMY對泡沫細胞ABCA1表達的影響
AS是嚴重危害人類健康的疾病之一,主要表現為動脈內膜出現脂質沉積,平滑肌細胞向內膜遷移,結締組織增生,在動脈壁上形成斑塊,進而導致血管壁增厚、管腔狹窄和血管彈性降低,如果斑塊不穩(wěn)定且發(fā)生破裂即可引發(fā)急性臨床事件。AS的發(fā)病機制非常復雜,涉及飲食、年齡、環(huán)境和感染等,至今尚未闡明[9-11]。DMY在我國民間古茶藤茶中含量較高,在葡萄等水果和蔬菜中也自然存在[12]。有研究顯示,DMY能抑制大鼠主動脈弓的炎癥因子的表達[5-6]。這些研究提示DMY可能具有抗AS的作用,能在AS動物模型中抑制AS的形成。
泡沫細胞形成是AS發(fā)生的重要病理生理學基礎,在致病因素的刺激下,血液中的單核/巨噬細胞和血管壁中的平滑肌細胞遷移到血管內膜下,吞噬大量被修飾的脂蛋白,導致細胞內脂質代謝紊亂,膽固醇酯大量合成,分解減少,并以脂滴的形式存在[7,13]。DMY是否能夠影響AS的主要功能細胞——泡沫細胞中脂質水平和荷脂情況來發(fā)揮抗AS的作用,目前尚未明確。細胞內FC、TC和CE含量以及CE/TC的比值是常用來反映細胞荷脂程度或泡沫化程度的指標。本研究結果顯示,20、40和80 μmol/L的DMY處理RAW264.7巨噬細胞源性泡沫細胞24 h后,能以劑量依賴的方式降低泡沫細胞中FC、TC和CE含量以及CE/TC的比值,表明DMY能降低泡沫細胞的泡沫化程度,證實了DMY的抗AS作用。
一般情況下,平滑肌細胞和巨噬細胞能通過吞噬血管內膜下修飾的脂質,從而清除這些脂質,其本身具有積極意義,但是如何將這些攝取的脂質轉運出去很關鍵,而RCT的障礙是AS發(fā)病的關鍵環(huán)節(jié)。三磷酸腺苷結合盒(ATP-bindingcassette,ABC)轉運子超家族是目前已知的最大轉運子家族。ABC轉運子能夠把ATP作為能源,跨膜轉運糖類、氨基酸、蛋白質、膽固醇、磷脂、藥物和離子等物質[8,14]。經ABCA1轉運出的游離膽固醇和磷脂與結合到細胞表面的載脂蛋白A-1結合,形成新生的高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL),完成了RCT的第一步,促進細胞內游離膽固醇和磷脂的流出。由于ABCA1在RCT和HDL生成中起到了關鍵作用,因此被稱作RCT的“守門人”[15]。研究表明,ABCA1基因突變或基因敲除均可引起AS的發(fā)生,而ABCA1的表達水平上調可減少載脂蛋白E(apolipoprotein E,apoE)敲除小鼠AS的發(fā)生,這表明ABCA1在AS的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了關鍵的作用[16]。但是DMY降低泡沫細胞中脂質水平和泡沫化程度,發(fā)揮抗AS的作用是否涉及ABCA1尚未明確。本研究顯示,20、40和80 μmol/L的DMY顯著增加泡沫細胞中膽固醇的流出,顯著上調鼠源巨噬細胞性泡沫細胞中ABCA1的表達,提示DMY降低泡沫細胞中脂質水平和泡沫化程度的機制可能與DMY上調泡沫細胞中ABCA1的表達,進而增加泡沫細胞膽固醇的流出有關。然而調控ABCA1表達的機制非常復雜,肝X受體/視黃醇X受體、過氧化物酶體增殖子活化受體和cAMP等信號通路均可參與ABCA1表達的調節(jié)。因此,DMY上調ABCA1表達的具體機制還有待進一步研究。
綜上所述,DMY促進了鼠源巨噬細胞性泡沫細胞膽固醇的流出,其機制可能與上調泡沫細胞中ABCA1的表達有關。
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(2015-06-25收稿2015-11-12修回)
(本文編輯陸榮展)
Effects of dihydromyricetin on the cholesterol efflux in macrophage derived foam cells
CHEN Lu1,ZHOU Jie2,LIAO Hongqing3,LI Guoshu4,ZHONG Huijuan1,ZHANG Tao3
1 Department of Internal Cardiology,Liwan Hospital,Guangzhou Medical College,Guangzhou 510000,China;2 Department of General Surgery,the 169th Hospital of the Chinese People′s Liberation Army;3 Department of Urinary Surgery,the Second Affiliated Hospital,University of South China;4 Department of Emergency,the Central Hospital of Hengyang City Corresponding AuthorE-mail:zhonghuijuanhy@126.com
Abstract:ObjectiveTo explore the effect of dihydromyricetin(DMY)on the cholesterol efflux in macrophage derived foam cells and analyze the possible mechanisms.MethodsRAW 264.7 macrophages were incubated by oxidized low densi-ty lipoprotein(ox-LDL,50 mg/L)for 48 h to induce foam cells.Subsequently,the foam cells were subdivided into control group(RPMI1640 media)and DMY 1-4 groups(10,20,40 and 80 μmol/L)and cultured for 24 h.Cholesterol efflux from foam cells was examined by[3H]labed cholesterol.The high performance liquid chromatography assay was used to test the cellular contents of free cholesterol(FC),cholesteryl ester(CE)and total cholesterol(TC).The expression of ATP-binding cassette transporter A1(ABCA1)was measured by Western blot assay.ResultsCompared with control group,cholesterol efflux was significantly increased,the content of FC,TC CE and CE/TC ratio were significantly decreased and expression of ABCA1 was significantly up-regulated in dose dependent manner in DMY(20,40 and 80 μmol/L)groups(P<0.05).There were no significant differences in cholesterol efflux,the content of FC,TC and CE,and expression of ABCA1 between control group and DMY(10 μmol/L)group of foam cells(P>0.05).ConclusionDMY promotes the cholesterol efflux in the macrophage derived foam cells,which may be related with the increase of ABCA1 induced by DMY.
Key words:atherosclerosis;foam cells;macrophages;cholesterol;disease models,animal;dihydromyricetin;cholesterol efflux;ABCA1
中圖分類號:R972.6,R93
文獻標志碼:A
DOI:10.11958/59120
基金項目:衡陽市科技局課題(2011KJ49)
作者單位:1廣州醫(yī)學院荔灣醫(yī)院心內科(郵編510000);2解放軍第169醫(yī)院普外科;3南華大學附屬第二醫(yī)院泌尿外科;4衡陽市中心醫(yī)院急診科
作者簡介:陳璐(1979),女,本科,主治醫(yī)師,主要從事動脈粥樣硬化性心血管疾病的防治
通訊作者E-mail:zhonghuijuanhy@126.com