作者:李静,王文,陈军,王宗仁作者单位:第四军医大学西京医院中医科,陕西 西安 710033;陕西中医学院针灸推拿系 6 s( d6 b2 N6 f! O
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7 w+ ]. F4 f7 ?1 | 9 _( n; q3 u3 e' K( g ) [# q# ]' x5 {! @ q5 N; b( X$ G3 c9 J 6 U }" N/ @; E1 @: c, e ! T( R& u! E' C2 q8 V ! y- G& _$ v" P# D8 b/ ^, _% E 3 B( Q' C4 O* U* |; L ) m# b5 ?% C: W" J8 Y2 S- C ; }1 D7 Y! F( ?. b- i 【摘要】 目的:研究中药复方芪丹通脉片(QDTMP)逆转内皮细胞损伤的机制,为中药治疗及干细胞修复血管疾病提供理论依据。方法:采用全骨髓贴壁法和酶消化法分别分离骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cell, MSC)和人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells, HUVEC),采用免疫荧光法对HUVEC的标志性抗原FⅧ进行鉴定。将HUVEC接种在Tanswell下室,用高同型半胱氨酸(HCY)诱导凋亡,24 h后将MSC接种在Tanswell上室,并分别加入0.15%、1.5%、15%QDTMT血清, 以流式细胞仪观察凋亡情况,透射电子显微镜观察HCY诱导HUVEC凋亡的形态学改变,采用Westenblot法检测半胱天冬蛋白酶(caspase)-3, 及其抑制蛋白c-凋亡抑制因子(IAP)-1, c-IAP-2的表达。结果:损伤(EC HCY)组的HUVEC细胞凋亡率较正常对照(EC)组显著增加(P! {7 G9 S' M4 n3 n
【关键词】通脉片;干细胞;内皮细胞 * ] d) P- u2 D' k. N3 o$ s Expression of caspase-3 and its inhibitory protein of apoptosis umbilical vein endothelial cell intervened by QDTMP plus bone marrow mesenchymal stem cell/LI Jing,WANG Wen,CHEN Jun,WANG Zong-ren// * ^- J% O& m- `! ^3 Z7 U s# }9 @( X; X4 Q- l. i6 r
Author′s address:Department of Traditional Chinese Medicine, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xian,Shanxi,710033,China* \2 r) e" X% O
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# I6 @6 ]# k3 W; o2 \ Abstract:Objective:To explore the mechanism of QDTMP repairing function of apoptotic human umbilical vein endothelial cells(HUVEC) induced by hyperhomocysteine(HCY).Methods:Using the whole marrow-adherence way to get thebone marrow mesenchymal stem cell(MSCs) and collagen-digest way to get the HUVEC.FⅧ factor was stained to identify HUVEC. HUVEC were inoculated into the lower chamber of Taswell and intervene by HCY,24 h later MSCs were inoculated into the upper chamber.The percentage of HUVEC' apoptosiswas investigated by flow cytometry;the conformation of apoptotic HUVEC was observed byelectricity microscope.The expression of caspase-3、c-IAP-1、c-IAP-2 of HUVECwas investigated by west-blotting.Results:The apoptotic percentages of HUVEC in damaged (EC HCY) group increased than that of normal control group(P 5 D0 |8 R! q; |. u1 D7 Q+ S v% T, w7 n/ h$ M6 T" m" B
Key words:Pellet for promotion of blood circulation;Stem cell;Endotheliocyte9 o. g @; E7 X4 O6 F. J7 u; x
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8 ^5 O$ D4 q4 Z. z# z$ n. T : x; r$ Y' T. g' N 于干预后的24 h,收集细胞,离心,PBS洗3遍,5min/次,以3%戊二醛-15%多聚甲醛、1%饿酸固定1小时,取出细胞团快,送电境室切片。在透射镜下观察摄片。 5 @# \1 ~( m- |2 n% q1 V# x/ M9 r. e/ }# q- J, _6 g; g& O
1.8Westenblot 检测caspase-3, c-IPI-1, c-IPI-2的表达& @" W4 ?% p0 P5 ?' G+ t- g4 f" q
5 d' {1 h J6 F j' p 5 K* S' m6 ]% `0 Z5 w # s1 q. k& `* _9 h$ l9 V 同上收集细胞加Lysis缓冲液100μl(0.1 M PMSF/1ml)冰浴30min,用细胞刮刮下,移入1.5ml BP管中,用1 ml注射器反复抽提5~6次,每次间隔冰浴10 min后,4℃,12 000 r/min离心10min,取上清,加入加样缓冲液25μl沸煮。以十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙烯酰胺凝胶电泳后,将蛋白质转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,15%脱脂奶粉封闭,加相应一抗室温1h,4℃过夜,TBS洗3次加二抗,TBS洗3次,暗室暴光,化学发光显影(ECL)底物发光显色。. \0 p* z0 U$ @5 E7 E7 d
3 l- \0 \7 s& p) L1 h. I* r 1.9统计学处理4 M) _4 `0 A, _
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统计采用软件SPSS 13.0进行分析,数据用均数±标准差(x±s)表示,率的比较采用x2检验。8 _2 b) j, M& x3 G
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& f' q" i, m2 y/ _ 7 v: V% X, h) B+ t" Q% B5 N4 @% k 2结果 O% D [5 h, E8 _+ t " {# `% ?: N; e' ?" q 2.1HUVEC的鉴定 ( W3 J6 X( ?- X' k' b( i0 O; L$ I8 d) F: H' K& L
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细胞于36h后可见大量贴壁,呈小圆梭形,2~3d达到80%融合,见图1。FITC标记的FⅧ因子染色呈阳性,见图2。3 h! |: S4 m4 b0 D% g/ @
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图1HUVEC传至二代,呈梭形(略) 3 D' X1 n! Y9 o% W# f7 v6 r4 a8 F6 @3 q+ |
图2FITC标记的FⅧ因子染色呈阳性(略) : }- n$ @5 Q& F M7 r# Q/ V/ E6 _% Z3 @# t& f
2.2MSC的培养及含药物血清对HUVEC和MSC的影响 ) m2 c3 v2 w& q; O, |; L' |* v* ~. S0 y$ K+ j9 w) f
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! ?/ M0 F) E4 r V 用全血贴壁法筛选的MSC在培养第二天就有贴壁细胞,呈散在分布,3 d就见有不少扁平型和梭型的细胞,传2~3代后呈均一的长梭型,漩涡样生长。MTT结果提示,含药血清对两种细胞的活性均没有明显影响。 # v: `" S9 C* b- L+ Y% ^# ^' S$ B; ?. U9 k; i
2.3流式细胞仪检测细胞凋亡结果 3 b7 A2 n/ S" u5 K% a$ R8 t5 v% D! z' A- L. t. B" | h
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见表1。1mmol/L 的HCY加入下室培养24 h后,明显诱导细胞凋亡(P0.05),含1.5%、15% QDTMP血清组呈浓度依赖性降低细胞凋亡率。; ^4 Z2 i7 l6 }- G
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2.4在凋亡早期,细胞核染色体发生边集,在细胞膜周边聚集成新月形;随之染色体发生固缩,显电子密度增强,核形不规则,核膜表面凹凸不平,核发生碎裂,出现有核碎片,细胞体积变小,胞浆浓缩,已经可以明显看出细胞内质网扩张、变形,线粒体肿胀,空泡增多,细胞核碎裂。见图3、4。9 U4 X" R4 k8 j8 _3 O7 `
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表1芪丹通脉片含药血清对高同型半胱氨酸(HCY)诱导人脐静脉内皮细胞(HUVEC)凋亡的影响(略) ) i8 ~$ D7 `- H& a [0 S, t% W ; b2 k4 O$ F7 e- }8 P 注:MSC:骨髓间充质干细胞;QDTMP:芪丹通脉片。与正常对照组相比△△ P 9 {- M! @9 C4 a- i: { / b& k s" j( Q1 e s7 s% n" ?: f, d- D, p
z; L( z2 X2 D1 V& L6 J; q% | 图3染色体边缘集合,核型凹凸不平(略): b4 W. x2 @5 D8 y
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图4线粒体空泡、肿胀、破裂(略) 6 s3 w. |0 t% G( a" {# ] 0 D1 Q2 d# t; e 2.5Caspase-3, c-IPI-1和c-IPI-2的表达! A g' R+ a* y N6 C1 B3 V
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6 Q1 y; s0 W/ x7 c; Z. F * s, g$ `' @& y3 X- e' [ 损伤对照组的无活性的Caspase-3酶原表达信号很弱,而活化的Caspase-3酶原(17KD)表达增强,与之相比,各修复组的活化Caspase-3酶原(17KD)表达减弱,以15%QDTMP血清组最为明显(图5)。损伤对照组的c-IPI-1和c-IPI-2表达都很微弱,c-IPI-2几乎看不见条带,但各修复组c-IPI-1和c-IPI-2的表达增强,其中c-IPI-1的增强较明显,而各修复组中以15%QDTMP血清组最为明显。 ' X! I2 ^5 n, ^3 p, j' `/ z ( Y" u9 I5 \4 o7 I7 O# d2 B: K 图5半胱天冬蛋白酶(Caspase)-3,c-凋亡抑制因子(IAP)-1和C-IAP-2的表达(略) . b2 q) q6 z2 |3 |0 M, `* l# j' P: `5 \# R! H# E
1. HUVEC正常对照组;2.HUVEC HCY损伤对照组;3. HUVEC HCY MSC修复对照组;4.HUVEC HCY MSC 0.15%含药物血清组;5. HUVEC HCY MSC 1.5%含药物血清组;6. HUVEC HCY MSC 15%含药物血清组。 ( V+ f1 Y9 Y8 y) y 5 s8 e6 s. N5 U" V6 S# L 3讨论 ) d7 B0 q$ i' @) A+ T2 t% T% H% I4 ?* Y* Y- v- p
* H' |4 I3 G% {9 O1 W& s+ y & k* T7 I, Y3 l- |; K* O 血中HCY的升高进而诱导内皮细胞的凋亡可能是多种血管疾病发生的独立的危险因素[4]。在以往的研究中我们发现QDTMP联合MSC作用于HCY诱导的HUVEC能降低凋亡率,增加细胞SOD活性,降低MDA含量。由于复方研究难以采取高效液相进行定量追踪,我们按以往的研究报道采用高剂量QDTMP灌胃获得血清[6]。在此实验中,我们借鉴Transwell培养板建立共同培养模型[7],进一步探讨了这种联合修复的机制。 . |7 }4 a+ H8 `) N( G1 A! ~* z4 Z
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. s5 F# K8 W' N1 l: B, G5 e 细胞有多种调亡途径,Caspase蛋白家族从细胞内外以至于内质网等多种途径参与了对调亡的调控[8]。在各种途径中Caspase-3是凋亡发生的中心环节,细胞色素C一旦释放,与细胞凋亡蛋白酶活化因子-1(apoptotic protease activating factor-1,Apaf-1)结合,进而启动Caspase-9,再启动Caspase-3,诱导细胞凋亡; 细胞外通过凋亡因子(Fas)途径,与死亡受体DD结合,使Caspase-8寡聚化,从而启动Caspase-3诱导细胞凋亡。通过Westenblot结果显示,在损伤对照组,有活性的Caspase-3明显增强,在17KD处形成明显的阴影带,而各修复组有明显的改善,其中以15%QDTMT血清组改善最为明显。IAP蛋白是唯一内源性Caspase效应酶抑制物,具有杆状病毒IAP BIR(Baculoviral IAP Repeat)结构域,BIR结构是抑制细胞凋亡的必须的功能区域[9]。目前明知8种IAP,包括XIAP,c-IAP-1,c-IAP-2和ML-IAP等等。在实验中我们观察了2个Caspase-3的抑制酶,发现各个修复组的c-IPI-1和c-IPI-2的表达增强,其中c-IPI-1的增强较明显,X-凋亡抑制因子(XIAP)在保护细胞的时候被分成2个片段,使细胞免受Fas诱导的细胞凋亡,但不如整段XIAP作用强[10]。复方QDTMT对内皮细胞的保护作用可能是因为延迟了XIAP的分解,使得其在整段保护的作用时间延长,从而明显提高了保护作用。: C s ]4 X. s* K3 ^
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