蔣藝華,王 倩,蔡金玉,呂雪陽(yáng),王 琦,周 曉,李菁菁,2
(1.徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院,江蘇 徐州 222004;2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,江蘇 徐州 222004)
巨噬細(xì)胞泡沫化(macrophage foam)是動(dòng)脈粥樣硬化的重要因素,脂質(zhì)的過(guò)量存積則是泡沫化的主要原因,減少細(xì)胞內(nèi)己經(jīng)存積的脂質(zhì)對(duì)抑制泡沫化有重要作用[1-3]。去乙?;?(SIRT1)通過(guò)減少泡沫細(xì)胞的形成阻止動(dòng)脈粥樣硬化[4-6],使肝X 受體(LXR)去乙?;罂梢陨险{(diào)后者的活性,促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)將膽固醇從細(xì)胞內(nèi)排出,通過(guò)抑制早衰防止內(nèi)皮功能紊亂。已證實(shí)SIRT1 在巨噬細(xì)胞中可以降低動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。此外,還有研究發(fā)現(xiàn)SIRT1 通過(guò)抑制NF-kB 信號(hào)通路[7]降低凝集素樣ox-LDL 受體-1(Lox-1)的表達(dá),從而降低氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的攝取[8,9]。SIRT1 在穩(wěn)定斑塊、降低膽固醇攝取、抑制巨噬細(xì)胞泡沫化以及減輕炎癥反應(yīng)等方面的積極作用,使其成為防治動(dòng)脈粥樣硬化的新靶標(biāo)。SRT1720 是人工合成的SIRT1 特異性激活劑,SRT1720 通過(guò)與氨基末端催化區(qū)的變構(gòu)位點(diǎn)結(jié)合,連接到SIRT1 酶-肽底物復(fù)合物上,降低乙?;孜锏拿资铣?shù)值,從而激活SIRT1[10-13]。已有研究表明[14],SRT1720 可以抑制巨噬細(xì)胞泡沫化,但是對(duì)于SRT1720 的干預(yù)時(shí)間對(duì)巨噬細(xì)胞的泡沫化的抑制效果的影響報(bào)道罕見(jiàn),本研究分別在巨噬細(xì)胞經(jīng)ox-LDL 干預(yù)不同時(shí)間后加入SRT1720,觀察SRT1720 的干預(yù)時(shí)間對(duì)治療效果的影響,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及材料 小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞庫(kù)(上海),氧化低密度脂蛋白o(hù)x-LDL 購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司(上海),SIRT1 激活劑SRT1720 購(gòu)于大連美倫生物科技有限公司(大連),油紅O 購(gòu)于上海索橋生物科技有限公司(上海),總膽固醇測(cè)試盒購(gòu)于南京建成生物工程研究所(南京)。
1.2 方法 將巨噬細(xì)胞RAW264.7 種植于3 個(gè)24 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每個(gè)培養(yǎng)板分3 組培養(yǎng)細(xì)胞,Control組只加培養(yǎng)基,ox-LDL 組加60 μg/ml ox-LDL,ox-LDL+SRT1720 組先加60 μg/ml ox-LDL,分別培養(yǎng)不同時(shí)間(0、12、24 h)后再加入10 μmol/L SRT1720干預(yù),采用油紅O 染色和膽固醇測(cè)定,比較巨噬細(xì)胞泡沫化抑制情況。
1.2.1 油紅O 染色 細(xì)胞培養(yǎng)終止后,去掉原細(xì)胞培養(yǎng)液,PBS 漂洗3 次,5 min/次;用4%多聚甲醛室溫下固定15 min,固定結(jié)束后PBS 漂洗5 min×2 次;取油紅O 儲(chǔ)備液6 ml,加入蒸餾水4 ml 配成油紅O工作液,混合后靜置10 min,濾紙避光過(guò)濾后配成油紅O 工作液,每孔加入油紅O 工作液200 μl,避光染色40 min;蒸餾水洗10 s×2 次,光鏡下觀察并拍照。
1.2.2 膽固醇含量測(cè)定 細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)束,光鏡下帶200 μm 標(biāo)尺拍照,隨機(jī)取10 個(gè)細(xì)胞,通過(guò)細(xì)胞與標(biāo)尺的比例關(guān)系計(jì)算平均細(xì)胞直徑,細(xì)胞密度取水的密度,由球體體積計(jì)算公式和細(xì)胞質(zhì)量計(jì)算公式算出細(xì)胞質(zhì)量;對(duì)細(xì)胞進(jìn)行消化分離,制備細(xì)胞懸液并取出,1000 r/min,離心10 min,棄上清液,留細(xì)胞沉淀;用PBS 清洗2 次,取少量細(xì)胞懸液計(jì)數(shù),計(jì)算每孔的細(xì)胞數(shù)量,計(jì)算細(xì)胞質(zhì)量;清洗后以1000 r/min 離心速度離心10 min;棄上清液,留細(xì)胞沉淀;加入0.2 ml 無(wú)水乙醇進(jìn)行勻漿,冰水浴條件下超聲破碎(功率300 W,3 s/次,間隔9 s,重復(fù)5 次),制備好的勻漿直接測(cè)定;準(zhǔn)備96 孔板,以樣本工作液為1∶100 比例混勻,每個(gè)樣本3 個(gè)平行組加入96 孔板中;37 ℃孵育10 min,設(shè)置分光光度計(jì)波長(zhǎng)510 nm,測(cè)定各管吸光度值;膽固醇含量(mmol/g 組織)=(樣本OD 值-空白OD 值)/(校準(zhǔn)OD 值-空白OD 值)×校準(zhǔn)品濃度(mmol/L)/待測(cè)樣本質(zhì)量濃度(g/L)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 油紅O 染色拍照結(jié)束后,采用Image J 分析軟件計(jì)算出染紅區(qū)域面積和細(xì)胞總面積的比值,對(duì)油紅O 染色的巨噬細(xì)胞進(jìn)行定量分析;采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以()表示,組間比較采用單因素方差分析,用沃勒-鄧肯(W)法進(jìn)行兩兩比較,P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 光鏡下觀察油紅O 染色處理組巨噬細(xì)胞泡沫化情況 o-xLDL 組及ox-LDL+SRT1720 組0、12、24 h細(xì)胞泡沫化程度均高于Control 組,其中0 h 加入SRT1720 對(duì)巨噬細(xì)胞泡沫化的抑制效果最佳,見(jiàn)圖1~圖3。
圖1 ox-LDL 與SRT1720 同時(shí)干預(yù)后巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)沉積
圖2 ox-LDL 處理12 h 后加入SRT1720 干預(yù)后巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)沉積
圖3 ox-LDL 處理24 h 后加入SRT1720 干預(yù)后巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)沉積
2.2 油紅O 染色
2.2.1 ox-LDL 處理不同時(shí)間加入SRT1720 的巨噬細(xì)胞油紅染色比 SRT1720 直接干預(yù)可以顯著抑制巨噬細(xì)胞的泡沫化,隨著泡沫化程度的增加,藥物的抑制效果呈遞減趨勢(shì),見(jiàn)圖4。
圖4 ox-LDL 處理不同時(shí)間加入SRT1720 的巨噬細(xì)胞油紅染色比
2.2.2 各組細(xì)胞中油紅染色脂質(zhì)沉積比較 與Control組比較,ox-LDL 組0、12、24 h 油紅染色比均增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與ox-LDL 組比較,ox-LDL+SRT1720 組0、12 h 油紅染色比降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),24 h 組油紅染色比略降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);巨噬細(xì)胞泡沫化后,SRT1720 越早期給藥其抑制效果越佳,見(jiàn)表1。
表1 各組細(xì)胞中油紅染色脂質(zhì)沉積比較(,%)
表1 各組細(xì)胞中油紅染色脂質(zhì)沉積比較(,%)
注:與Control 組比較,**P<0.05;與ox-LDL 組比較,*P<0.05
2.3 膽固醇測(cè)定 與Control 組比較,ox-LDL 組0、12、24 膽固醇含量均增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與ox-LDL 組比較,ox-LDL+SRT1720 組0 h膽固醇含量減少,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),12、24 h 膽固醇含量均略減少,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);在巨噬細(xì)胞剛開(kāi)始泡沫化時(shí)SRT1720 給藥有抑制效果,見(jiàn)表2。
表2 各組細(xì)胞中膽固醇含量比較(,mmol/g)
表2 各組細(xì)胞中膽固醇含量比較(,mmol/g)
注:與Control 組比較,**P<0.05;與ox-LDL 組比較,*P<0.05
動(dòng)脈粥樣硬化是慢性炎癥性、嚴(yán)重危害人類健康的疾病,而脂質(zhì)氧化在動(dòng)脈粥樣硬化的形成與發(fā)展過(guò)程中起著重要作用。有研究表明[2],巨噬細(xì)胞參與了動(dòng)脈粥樣硬化的全過(guò)程,是泡沫細(xì)胞形成過(guò)程中的關(guān)鍵因素;另有研究報(bào)道[14],在兔主動(dòng)脈晚期動(dòng)脈粥樣硬化病灶中大約45%的細(xì)胞,在人冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病灶中超過(guò)50%的細(xì)胞屬于VSMC 來(lái)源,且多于巨噬細(xì)胞。血液中的單核細(xì)胞會(huì)在血管內(nèi)皮受損的情況下通過(guò)內(nèi)皮間隙,然后在內(nèi)膜下轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞,巨噬細(xì)胞可以介導(dǎo)滲入血管內(nèi)皮下的低密度脂蛋白(LDL)發(fā)生氧化修飾,最終形成氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)。巨噬細(xì)胞吞噬大量ox-LDL,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積,最終形成泡沫細(xì)胞。因此,減少膽固醇的流入或增加其流出對(duì)減少動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生具有十分重要的意義。
已有研究表明,SIRT1 是去乙?;讣易澹⊿IRT1-7)的一員,在維持細(xì)胞能量、脂質(zhì)代謝及葡萄糖穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮重要作用[7]。近年來(lái),SIRT1 在動(dòng)脈粥樣硬化防治方面的保護(hù)作用逐漸受到研究者的關(guān)注。SRT1720 是人工合成的SIRT1 特異性激活劑,通過(guò)與氨基末端催化區(qū)的變構(gòu)位點(diǎn)結(jié)合,連接到SIRT1 酶-肽底物復(fù)合物上,降低乙?;孜锏拿资铣?shù)值,從而激活SIRT1。曹小潔等[7]的研究已證明SRT1720 可以抑制ox-LDL 誘導(dǎo)的泡沫細(xì)胞的形成,但是對(duì)其最佳的給藥時(shí)間尚無(wú)研究。為了提高藥物的利用率和降低藥物對(duì)人體的傷害,不同時(shí)期的動(dòng)脈粥樣硬化治療應(yīng)該對(duì)應(yīng)不同的藥物。SRT1720 具有一定的毒性,因此通過(guò)設(shè)定準(zhǔn)確的服藥時(shí)間,不僅可以給獲得較好的治療效果,還能降低不必要用藥給人體帶來(lái)的危害。
本研究采用在同等操作環(huán)境下,巨噬細(xì)胞經(jīng)ox-LDL 處理不同時(shí)間SRT1720 給藥,比較巨噬細(xì)胞泡沫化的抑制情況。油紅O 染色和膽固醇測(cè)定結(jié)果顯示,ox-LDL 干預(yù)時(shí)間越久,其泡沫化程度越高,ox-LDL 與SRT1720 同時(shí)加入可以顯著抑制巨噬細(xì)胞的泡沫化,由此推測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化在此時(shí)期給予SRT1720 治療,幾乎可以完全抑制巨噬細(xì)胞對(duì)氧化低密度脂蛋白的攝取。而隨著泡沫化程度的增加,相同量的SRT1720 抑制巨噬細(xì)胞泡沫化的效能有所降低。因此推測(cè)SRT1720 可以抑制巨噬細(xì)胞對(duì)氧化低密度脂蛋白的攝入,對(duì)已經(jīng)泡沫化的巨噬細(xì)胞發(fā)生逆向轉(zhuǎn)變的效果并不明顯。
研究顯示[15],在動(dòng)脈粥樣硬化早期發(fā)現(xiàn)疾病的患者較少,動(dòng)脈粥樣硬化疾病早期病理變化和特征性標(biāo)志是斑塊內(nèi)泡沫巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn),泡沫細(xì)胞的數(shù)量和分布是引起斑塊不穩(wěn)定性的重要發(fā)病基礎(chǔ),與臨床急性心血管事件的發(fā)生呈顯著相關(guān)。有研究試圖通過(guò)影像學(xué)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化易損斑塊形態(tài)和成分性質(zhì)的早期可視化診斷[16],經(jīng)過(guò)診療一體化納米粒子[17]的預(yù)治療,可以降低血管完全堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。尤其是對(duì)斑塊內(nèi)泡沫巨噬細(xì)胞進(jìn)行早期識(shí)別及動(dòng)態(tài)定量監(jiān)測(cè),對(duì)于預(yù)防急性心腦血管事件的發(fā)生具有重要意義,因此診療一體化納米探針的制備在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的研究具有重要意義。
綜上所述,SRT1720 對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化的早期治療效果最好。如果可將其制成納米探針,對(duì)斑塊內(nèi)泡沫巨噬細(xì)胞進(jìn)行早期靶向診斷治療。由于研究表明對(duì)于中晚期的動(dòng)脈粥樣硬化巨噬細(xì)胞泡沫化抑制情況并不明顯,因此其治療方法及加藥量尚不明確。SRT1720 對(duì)巨噬細(xì)胞泡沫化的影響還有待進(jìn)一步研究,可能對(duì)于提高其臨床的治療效果具有重要意義。