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编号:11177040
白细胞介素10对AVP诱导心脏成纤维细胞增殖及p27蛋白表达的影响
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 2006年第14期
     HUANG ZhiGang, ZHAO LianYou, ZHENG QiangSun, NIU XiaoLin, WANG XianMei, WU LiJun

    Department of Cardiology, Tangdu Hospital, Fourth Military Medical University, Xian 710038, China

    【Abstract】 AIM: To study the effect of interleukin10(IL10) on the proliferation and p27 expression in cultured cardiac fibroblasts(CFs) induced by arginine vasopressin(AVP). METHODS: The CFs of neonatal SD rats were isolated and cultured by trypsin digestion and selective plating technique. Cell number was evaluated by MTT assay (A490 value). Cell cycle distribution and p27 expression were determined with flow cytometry. RESULTS: ① MTT colorimetry showed that 10-7 mol/L AVP significantly increased A490 value of CFs(0.216±0.013)in comparison with control group(0.132±0.006, P<0.01).IL10 can attenuate the A490 value of AVP group in a concentrationdependent manner. ② The A490 values of the 10-11, 10-10, 10-9,10-8 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP groups were 0.201±0.007, 0.187±0.006, 0.173±0.010, 0.157±0.029, respectively, all significantly lower than those of 10-7 mol/L AVP group (10-11 kg/L IL10+AVP group,P<0.05; the others, P<0.01). ③ The percentage of the cells in S stage(12.3±0.7) and proliferation index (PI, 19.6±0.9) were markedly increased in 10-7 mol/L AVP group compared with those of the control (4.2±0.5, 7.1±0.6, P<0.01). In the 10-9 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP group, the percentage of the cells in S stage(9.6±1.1)and PI(13.86±1.28)were significantly lower than those of AVP group(P<0.01). ④ Positive rate of p27 expression in AVP group [(63.7±2.4)% ] were significantly lower than that of the control [(78.5±2.5)%, P<0.01]. Positive rate of p27 expression of the 10-9 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP group was (70.5±2.41)%, significantly higher than that of AVP group [(63.7±2.4)%, P<0.01]. CONCLUSION: IL10 effectively inhibits the cell proliferation of CFs induced by AVP, and p27 may be the target regulatory protein of IL10 in CFs.

    【Keywords】 interleukin10; argiopressin; myocardium; fibroblasts; protein p27

     【摘要】 目的: 研究白细胞介素10(IL10)对血管升压素(AVP)诱导大鼠心脏成纤维细胞(CFs)增殖及p27蛋白表达的影响. 方法: 以培养的新生SD大鼠CFs为实验模型,四氮唑盐(MTT)比色法检测CFs增殖,流式细胞分析仪(FCM)技术测定细胞周期及p27蛋白表达阳性率. 结果: ① 10-7 mol/L AVP作用24 h,CFs的A490为0.216±0.013,较空白组(0.132±0.006)明显增高(P<0.01). ② 10-11~10-8 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP组A490分别为0.201±0.007,0.187±0.006,0.173±0.010,0.157±0.029,均明显低于10-7 mol/L AVP组(其中 10-11组P<0.05,10-10,10-9,10-8三组P均 <0.01). ③10-7 mol/L AVP作用24 h,CFs的S期百分率(12.3±0.7)及增殖指数(19.6±0.9)较空白组(4.2±0.5, 7.1±0.6)均明显增高(P<0.01);10-9 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP组S期百分率(9.6±1.1)及增殖指数(13.86±1.28)均明显低于AVP组(P<0.01). ④ 10-7 mol/L AVP作用24 h,p27蛋白表达阳性率为(63.7±2.4)%,较空白组(78.5±2.5)%明显降低(P<0.01);10-9 kg/L IL10+10-7 mol/L AVP组p27蛋白表达阳性率为(70.5±2.4)%,较AVP组(63.7±2.4)%明显增高(P<0.01). 结论: IL10具有抑制AVP诱导CFs增殖的作用,p27蛋白可能是IL10调控AVP诱导CFs增殖的细胞内靶蛋白.

    【关键词】 白细胞介素10;精氨酸升压素;心肌;成纤维细胞;p27蛋白

    白细胞介素10(IL10)是一类能够抑制炎症反应、参与免疫调节的多功能细胞因子. 目前发现IL10与某些心血管系统疾病的发生发展密切相关,IL10可以抑制细胞因子及多肽类诱导的血管平滑肌细胞的增殖,调节细胞外基质的降解[1-2],在血管损伤性疾病中发挥保护作用. 现已证实,左室肥厚、心肌纤维化与心脏成纤维细胞(cardiac fibroblasts, CFs)增殖有关[3]. 但是,CFs增殖与IL10有何关系,其具体机制如何,目前尚不十分清楚. 我们观察IL10对AVP诱导的CFs增殖和p27蛋白表达的影响,初步探讨IL10在心肌纤维化中的作用及其可能的分子生物学机制.

     1材料和方法

    1.1材料IL10购自PeproTech公司, AVP, MTT,碘化丙啶,胰蛋白酶,二甲基亚砜(DMSO)FITC标记的山羊抗小鼠IgG均为Sigma公司产品;DMEM购自Gibco公司;胎牛血清(FBS)购自杭州四季青生物制品公司;特异性小鼠抗大鼠p27蛋白mAb为NeoMarker公司产品;SpragueDawley 仔鼠,由第四军医大学实验动物中心提供.

    1.2方法

    1.2.1CFs的培养和鉴定无菌取出生1~3 d的SD大鼠心室,剪碎,0.008 g/L胰酶消化,离心,收集细胞,置于含100 mL/L FBS的DMEM培养液中,采用差速贴壁法,在50 mL/L CO2,37℃,饱和湿度条件下培养60~90 min,倾去上清液,加入含100 mL/L FBS的DMEM继续培养. 经倒置显微镜、透射电镜、免疫组化纤维粘连蛋白染色阳性和平滑肌肌动蛋白染色阴性鉴定为所需的CFs,纯度达98%. 实验采用2~4代细胞.

    1.2.2MTT比色法检测活细胞数目将CFs接种在96孔板中,37℃, 50 mL/L CO2及饱和湿度下培养;药物干预前无血清DMEM培养液驯化24 h后,给予药物干预24 h后,加入MTT 37℃孵育4 h,终止培养,加入DMSO,振荡混匀,在酶联免疫检测仪上测定A490 nm值.

    1.2.3细胞周期测定制备CFs悬液,接种于培养瓶中. 药物干预前换成无血清DMEM培养液驯化24 h,药物干预24 h后收集细胞,悬浮于4℃的PBS中,加入95 mL/L 乙醇冰浴30 min,离心,重悬于PBS,调整细胞密度为108~1010个/L,取适量细胞悬液加入RNA酶37℃冰浴,除去RNA,加入碘化丙啶染液,暗处冰浴30 min. 上机前用300目尼龙网过滤. 根据碘化丙啶所标记的DNA含量确定细胞所处的周期.

    1.2.4p27蛋白表达测定细胞固定步骤同前,重悬于PBS后,加入特异性的小鼠抗大鼠p27蛋白单抗,室温放置1 h,PBS 2 mL洗2次,加入FITC标记的二抗50 μL,37℃孵育30 min,300目尼龙网过滤,FCM检测,根据FITC激发出的荧光量确定p27蛋白表达的阳性率.

    1.2.5实验分组实验分① 空白组:无任何干预药物;② IL10组:在空白组的基础上加10-9 kg/L IL10;③AVP组:在空白组的基础上加10-7 mol/L AVP;④ AVP+IL10组:在AVP组的基础上加IL10, 根据IL10浓度的不同分为10-11,10-10,10-9和10-8 kg/L四个亚组. 每组重复5次.

    统计学处理: 所有实验结果均以x±s表示,采用SPSS11.0软件,ONE WAY ANOVA分析,两两比较采用LSD检验,P≤0.05表示有统计学意义.

     2结果

    2.1不同浓度IL10对AVP诱导CFs数目的影响10-7 mol/L AVP作用24 h,CFs A490值(0.216±0.013)与空白组(0.132±0.006)相比,有显著性差异(P<0.01). 在10-7 mol/L AVP作用的基础上,分别同时给予10-11,10-10,10-9,10-8 kg/L IL10的干预24 h,CFs的A490值呈递减趋势,分别为0.201±0.007,0.187±0.006,0.173±0.010,0.157±0.029,与AVP组相比均明显降低;其中10-11 kg/L IL10组与AVP组相比,有显著性差异(P<0.05),但仍较空白组高(P<0.01);10-10~10-8 kg/L IL10三组较10-7 mol/L AVP组均显著降低(P<0.01),仍较空白组高(P<0.01);10-11,10-10,10-9,10-8 kg/L IL10组内两两比较,其中10-8组与10-9组、10-8组与10-11组、10-9组与10-11组相比较,均有显著性差异(P<0.01),10-9组与10-10组、10-10组与10-11组相比较,均有显著性差异(P<0.05).

    2.2IL10对AVP诱导CFs细胞周期的影响10-7 mol/L AVP作用24 h,CFs的G0/G1期及G2/M期均明显低于空白组(P<0.01),S期百分率及增殖指数均明显高于空白组(P<0.01);在10-7 mol/L AVP作用的基础上同时给予10-9 kg/L IL10的干预24 h,CFs的G0/G1期及G2/M期均明显高于AVP组(P<0.01),但仍低于空白组(P<0.01);S期百分率及增殖指数均明显低于10-7 mol/L AVP组(P<0.01),但仍高于空白组(P<0.01,表1).表1IL10对AVP诱导CFs细胞周期的影响

    2.3IL10对AVP诱导CFs p27蛋白表达的影响10-7 mol/L AVP作用24 h,p27蛋白表达阳性率为(63.7±2.4)%,较空白组(78.5±2.5)%明显降低(P<0.01);给予10-9 kg/L IL10干预,p27蛋白表达阳性率为(70.5±2.4)%明显高于AVP组(63.7±2.4)%(P<0.01),但仍低于空白组(P<0.01).

     3讨论

    AVP是一种由下丘脑视上核和室旁核的巨细胞神经元合成的一种具有抗利尿、缩血管的作用的神经多肽. 近年来研究发现,心脏局部组织中亦含有AVP的多肽及其mRNA的表达,应激后心脏局部组织中AVP含量可增高4~7倍,提示心血管局部组织中有AVP合成系统[4]. 而且AVP能够促进血管平滑肌细胞增殖和增生,促进CFs增殖和胶原合成[5-6],参与心血管的病理性重构. 本研究结果显示,在AVP的作用下,CFs MTT比色法A值、S期细胞百分率和增殖指数均显著性增高,这与文献报道相一致[5-6],说明AVP能诱导CFs增殖. IL10是单核细胞、巨噬细胞分泌的一种多功能细胞因子,能够抑制炎症反应及炎症因子的分泌,在肿瘤、病毒感染等的发生发展中发挥重要作用. 目前发现其在心血管系统生理和病理状态下也有着重要的调节作用. IL10能间接抑制血管平滑肌细胞增殖,调节细胞外基质的降解,通过对血管细胞外基质及血管平滑肌细胞的影响,在动脉粥样硬化等血管损伤性疾病中发挥保护作用[1-2]. 心肌组织中三分之二的细胞是非心肌细胞,其中CFs占90%以上. 现已证实,CFs过度增殖是导致心肌纤维化的主要原因之一,但IL10对CFs增殖的影响及其机制还不十分清楚.

    本研究观察了IL10对AVP诱导的CFs增殖的影响. 当给予IL10干预后,CFs MTT比色法A值显著降低,而且呈浓度依赖性下降. 进一步细胞周期分析表明,IL10可以使AVP诱导的CFs增殖的S期细胞百分率和增殖指数下降,伴随着处于静止状态的G0/G1期细胞百分率增加. 目前认为,MTT比色法A值可以较准确地反映培养的活细胞数量,而细胞周期能够清楚地表明细胞群体的增殖状态,可见IL10具有抑制AVP诱导CFs增殖的作用.

    p27蛋白是一种细胞周期负性调控因子,与p21,p57蛋白同属于Cip/Kip家族,能够抑制细胞周期于G0/G1 期,参与细胞增殖、分化的调控[7]. AVP诱导CFs增殖效应很可能与p27蛋白表达水平的下调有关[8]. IL10可以上调肾小球系膜细胞内p27蛋白的表达,抑制系膜细胞增殖[9]. 本研究在分子水平上观察了IL10对AVP诱导CFs中p27蛋白表达的影响,结果显示,AVP能下调CFs的p27蛋白阳性表达率,而IL10可以上调AVP降低的CFs的p27蛋白阳性表达率. 这提示IL10抑制AVP诱导的CFs增殖的机制可能与IL10上调了CFs的p27蛋白表达有关.

    综上所述,不难看出IL10具有抑制AVP诱导CFs增殖作用,而IL10抑制AVP诱导CFs增殖的效应可能与p27蛋白水平的上调有关.

     【参考文献】

    [1] Mazighi M, Pelle A, Gonzalez W, et al. IL10 inhibits vascular smooth muscle cell activation in vitro and in vivo [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol,2004,287 (2):H866-H871.

    [2] Zimmerman MA, Reznikov LL, Raeburn CD, et al. Interleukin10 attenuates the response to vascular injury[J]. J Surg Res, 2004,121(2):206-213.

    [3] Moncrieff J, Lindsay MM, Dunn FG, et al. Hypertensive heart disease and fibrosis[J]. Curr Opin Cardiol, 2004,19 (4):326-31.

    [4] Hupf H, Grimm D, Riegger G A, et al. Evidence for a vasopressin system in the rat heart [J]. Circ Res ,1999,84 (3):365-370.

    [5] Yang XD, Zhao LY, Zheng QS, et al. Effects of arginine vasopressin on growth of rat cardiac fibroblasts: Role of V1 receptor [J]. J Cardiovasc Pharmacol, 2003,42 (1):132-135.

    [6]尚福军,赵连友,郑强荪,等.钙调神经磷酸酶调控精氨酸升压素诱导大鼠心脏成纤维细胞增殖的作用[J].高血压杂志,2004,12(1):58-61.

    [7]Lacy ER,Wang Y,Post J,et al. Molecular basis for the specificity of p27 toward cyclindependent kinases that regulate cell division [J]. J Mol Biol, 2005, 349(4):764-773.

    [8]陈永清,赵连友,彭育红,等. p27蛋白表达对精氨酸加压素介导心脏成纤维细胞增殖的影响[J].心脏杂志,2001,13(2):122-124.

    [9] 吴元俊,陈吉庆,唐云章,等. IL10对人肾小球系膜细胞细胞周期负调控蛋白p27的调节[J].上海免疫学杂志, 2003,23(3):155-157.

    (第四军医大学唐都医院心血管内科,陕西 西安 710038)

    基金项目:陕西省自然科技基金资助项目(2004C221), http://www.100md.com(黄志刚,赵连友,郑强荪,牛晓琳,王先梅,武利军)