汪鑫 雷曉文 陳丹 劉斌
[摘要]目的 研究丙泊酚對脂多糖(LPS)誘導的人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞(HUBECs)p38 MAPK/NF-κB信號通路活性的影響。方法 將體外培養(yǎng)的HUBECs隨機分為4組:對照組(C組):給予脂肪乳20 mg/L;LPS組(L組):給予LPS 10 mg/L;丙泊酚組(P組):給予丙泊酚20 mg/L;丙泊酚+LPS組(PL組):給予丙泊酚20 mg/L、LPS 10 mg/L。在給予相應藥物后1、2、3、6、12 h五個時間點檢測p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB含量變化。結(jié)果 予以給藥1 h時,L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為10.32±0.73、60.32±5.73,與C組比較表達顯著增加(P<0.05)。予以給藥2 h時,L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為9.23±0.53、69.23±5.53,與C組比較,表達顯著增加(P<0.05);PL組的p-p38 MAPK灰度值為6.32±0.35,與L組比較,顯著降低(P<0.05)。給藥3 h時,L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為11.13±0.23、71.13±5.23,與C組比較,表達顯著增加(P<0.05);PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為8.95±0.21、56.95±5.21,與L組比較,顯著降低(P<0.05)。給藥6 h時,L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為12.16±0.20、73.16±4.20,與C組比較,表達顯著增加(P<0.05);PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為9.65±0.32、58.65±4.32,與L組比較,顯著降低(P<0.05)。給藥12 h時,L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為18.19±0.31、91.19±6.31,與C組比較,表達顯著增加(P<0.05),PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為12.65±0.12、63.36±5.12,與L組比較,顯著降低(P<0.05)。結(jié)論 LPS刺激HUBECs能引起p-p38 MAPK、NF-κB表達增加,予以丙泊酚后抑制此種增加,這可能是丙泊酚抗炎的作用機制之一。
[關鍵詞]丙泊酚;人臍靜脈內(nèi)皮細胞;炎癥
[中圖分類號] R614.2+4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2018)3(c)-0004-04
[Abstract]Objective To study the influence of Propofol on the activity of p38,MAPK/NF-κ B signal pathway in human umbilical vein endothelial cells (HUBECs) induced by lipopolysaccharide (LPS).Methods HUBECs cultured in vitro were randomly divided into the 4 groups:control group (group C) was given Intralipid 20 mg/L,LPS group (L group) was given LPS 10 mg/L,Propofol group (P group) was given Propofol 20 mg/L,Propofol+LPS group (PL group) was given Propofol 20 mg/L and LPS 10 mg/L.The change in the content of p38 MAPK,p-p38 MAPK and NF-κB were detected at five time points of 1,2,3,6,and 12 h.Results When administered 1 h,the gray value of p-p38 MAPK and NF-κB in group L was 10.32±0.73,60.32±5.73 respectively,which increased significantly compared with group C (P<0.05).When administered 2 h,the gray value of p-p38 MAPK and NF-κB in group L was 9.23 ±0.53,69.23±5.53,which increased significantly compared with group C (P<0.05),and the gray value of PL group was 6.32±0.35,which was significantly lower than that of group L.Administration of 3 h,p-p38 MAPK,NF-κB gray value in group L was 11.13±0.23,71.13±5.23 respectively,which increased significantly compared with group C(P<0.05).p-p38 MAPK,NF-κB gray value was 8.95±0.21,56.95±5.21 respectively in group PL,which decreased significantly compared with group L (P<0.05).Administration of 6 h,p-p38 MAPK,NF-κB gray value was 12.16±0.20,73.16±4.20 respectively in group L,which increased significantly compared with group C (P<0.05).p-p38 MAPK,NF-κB gray value was 9.65±0.32,58.65±4.32 respectively in group PL,which decreased significantly compared with the L group (P<0.05).Administration of 12 h,p-p38 MAPK,NF-κB gray value was 18.19±0.31,91.19±6.31 respectively,which increased significantly compared with group C (P<0.05).p-p38 MAPK,NF-κB gray value in group PL was 12.65±0.12,63.36±5.12 respectively,which decreased significantly compared with group L (P<0.05).Conclusion LPS stimulating HUBECs can increase the expression of p-p38 MAPK and NF-κB,and inhibit this increase after Propofol injection may be one of the mechanisms of Propofol anti-inflammation.
[Key words]Propofol;Human umbilical vein endothelial cells;Inflammation
丙泊酚因起效快、作用時間短、可控性好,目前已成為臨床廣泛使用的一線靜脈麻醉藥。丙泊酚除了具有鎮(zhèn)靜麻醉作用外,近年來研究報道[1]丙泊酚可以抗氧化應激,降低組織代謝率,可能對缺血缺氧器官具有保護效應。1992年,O′Donnell等[2]報道,臨床劑量范圍內(nèi)的丙泊酚在體外可抑制中性粒細胞的極化,并且此作用與丙泊酚劑量成正相關,自此以后丙泊酚與炎癥反應的關系就逐漸被學者們關注并重視。后續(xù)有很多研究報道[3-5],支持丙泊酚的抗炎作用。有研究表明[6],丙泊酚能抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活、相關炎癥因子的釋放、NO的生產(chǎn)和細胞結(jié)構(gòu)通透性,但是丙泊酚抗炎作用的具體機制,目前仍不完全清楚。本研究采用體外細胞模型,觀察丙泊酚對p38 MAPK磷酸化及NF-κB表達的影響,探討丙泊酚抗炎的作用機制。
1材料與方法
1.1主要試劑
RPMI 1640培養(yǎng)基(Gibco公司,美國);肽牛血清FBS(Gibco公司,美國);新生兒臍帶 鼠抗磷酸化p38抗體(CST公司);兔辣根過氧化物酶偶聯(lián)二抗(CST;鼠抗p38抗體(CST公司);鼠抗NF-κB抗體(CST公司);脂肪乳(Sino-Swed Pharmaceutical Corp.Ltd.,中國);脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)(Escherichia coli O11:B4,Sigma公司,美國);化學發(fā)光液(Pierce公司,美國)。
1.2實驗方法
1.2.1細胞培養(yǎng) 取新鮮人臍帶約20 cm長,用預溫的D-PBS緩沖液洗去殘血,加0.25%的胰蛋白酶于37℃保溫10 min,用小牛血清終止反應,并用D-PBS沖洗消化下來的內(nèi)皮細胞,合并終止液。于室溫離心10 min,1000 r/min收集細胞沉淀,用M199細胞培養(yǎng)基懸浮,置于一次性塑料瓶或培養(yǎng)板,37℃,5%CO2,5~7 d可長成。
1.2.2分組處理 取16個6 cm皿處于對數(shù)生長期且狀態(tài)良好的細胞,按照隨機方法進行分組。對照組(C組):給予脂肪乳20 mg/L,LPS組(L組):給予LPS 10 mg/L;丙泊酚組(P組):給予丙泊酚20 mg/L;丙泊酚+LPS組(PL組):同時給予丙泊酚20 mg/l及LPS 10 mg/L。37℃,5%CO2條件下培養(yǎng) 1、2、3、6、12 h后收集細胞懸液,于800 r/min,5 min離心 ,離心半徑9.5 cm,棄上清,細胞沉淀中加入適量的細胞裂解液,冰上裂解 30 min,間斷置于漩渦振蕩器振蕩 10 min,4℃離心機中2000 r/min,離心 15 min,離心半徑13.5 cm取上清使用 Bradford法定量后置于-80℃凍存。
1.2.3 Western blot檢測蛋白表達 取等量蛋白樣品上樣,以5%的濃縮膠及12%的分離膠行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠 電泳(SDS-PAGE),電泳結(jié)束后,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)至大小相同的多聚亞乙烯氧化物(PVDF)膜上。PVDF膜用含 5%脫脂奶粉的洗滌緩沖液 TBST(pH=7.4,TBS中加入 0.1%Tween-20)封閉1 h后,使用TBST緩沖液漂洗3次,把膜放入含有抗 P-p38MAPK(1∶1000)或抗 p-ERK1/2(1∶1000)或抗NF-κB(1∶1000)的一抗稀釋液(TBST中加5%胎牛血清)中常溫孵育1 h后,4℃孵育過夜。TBST漂洗3次后,用辣根過氧化物酶耦聯(lián)的二抗(1∶2000)室溫下孵育1 h。TBST緩沖液漂洗3次,然后與化學發(fā)光液反應1 min,避光顯色,加入TBS終止反應。在Kadak digital science ID多功能圖像工作站采集結(jié)果,分析膜上蛋白條帶灰度值。
1.3觀察指標
各組在給予相應藥物后1、2、3、6、12 h五個時間點檢測p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB含量變化。
1.4統(tǒng)計學處理
采用SPSS 13.0統(tǒng)計學軟件進行分析,計量資料以均數(shù)±標準差(x±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,組內(nèi)比較采用t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2結(jié)果
2.1 各組不同時間點p-p38 MAPK表達的比較
與C組比較,L組和PL組在給藥后各個時間點的p-p38 MAPK表達增加,PL組較L組降低(P<0.05),P組和C組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1)。
2.2各組不同時間點內(nèi)皮細胞核NF-κB蛋白表達的比較
與C組比較, L組和PL組在給藥后各個時間點的NF-κB蛋白表達增加,PL組較L組增加(P<0.05)(表2)。
3 討論
血管內(nèi)皮細胞是人體內(nèi)重要的效應細胞,其結(jié)構(gòu)和功能的改變在感染性休克、ARDS等的發(fā)病過程中起重要作用,也是內(nèi)毒素等常見的靶細胞[7-8],同時人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞來源廣泛,因此本研究選取人臍靜脈內(nèi)皮細胞作為研究對象。
LPS是革蘭陰性細菌細胞壁的一種成分,其從細菌內(nèi)釋放出來后形成內(nèi)毒素,可介導嚴重感染,感染性休克,多器官功能障礙等[9]。有研究報道[10],通過LPS介導的信號轉(zhuǎn)導通路能為臨床治療內(nèi)毒素性休克、全身炎癥反應綜合征提供新的治療思路。
MAPK是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,可以介導細胞對體內(nèi)外各種應激的信號反應[11],p38MAPK是其中一條重要的組成部分。LPS是炎癥反應重要的啟動因子[12],它可以激活MAPK家族,使相應蛋白磷酸化而介導炎癥反應[13]。
臨床上許多需全身麻醉的手術(shù)患者或重癥監(jiān)護室的患者存在全身感染的狀態(tài),丙泊酚作為手術(shù)室廣泛應用的靜脈全身麻醉藥及ICU鎮(zhèn)靜藥[14-15],因其具有抗炎作用逐漸受到人們的關注[16-19]。但丙泊酚抗炎作用的具體機制仍不十分明確,因此,本研究以血管內(nèi)皮細胞為對象,研究丙泊酚在LPS誘導的炎癥反應中與MAPK家族磷酸化的關系。
p38MAPK最初被Han等[20]作為一種LPS刺激巨噬細胞中的酪氨酸磷酸化蛋白而鑒定出來。本研究結(jié)果顯示,與L組比較,PL組各個時間點p-p38MAPK磷酸化水平顯著降低,提示丙泊酚抑制炎癥反應的作用可能與抑制p38MAPK磷酸化有關。同時,本研究結(jié)果顯示,與L組比較,PL組在各個時間點的NF-κB蛋白表達含量減低,提示丙泊酚可能通過抑制p38MAPK磷酸化及NF-κB蛋白表達來抑制炎癥反應。
綜上所述,丙泊酚可以抑制人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞受到LPS刺激后p38MAPK磷酸化水平增高,抑制NF-κB蛋白表達,這可能為丙泊酚抑制炎癥反應的作用機制之一。但是丙泊酚是否通過改變其他蛋白質(zhì)的表達,來抑制MAPK蛋白磷酸化和NF-κB蛋白表達仍需進一步研究。
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