当前位置: 首页 > 期刊 > 《心脏杂志》 > 2000年第3期
编号:10219392
精氨酸加压素诱导大鼠心脏成纤维细胞胶原合成的作用
http://www.100md.com 《心脏杂志》 2000年第3期
     作者:杨学东 赵连友 李雪 徐海丽 乔怀宇 彭育红 陈永清 范延红

    单位:杨学东(第四军医大学唐都医院心脏内科, 陕西 西安 710038);赵连友(第四军医大学唐都医院心脏内科, 陕西 西安 710038);李雪(第四军医大学唐都医院心脏内科, 陕西 西安 710038);徐海丽(第四军医大学唐都医院心脏内科, 陕西 西安 710038);乔怀宇(第四军医大学唐都医院心脏内科, 陕西 西安 710038)

    关键词:精氨酸加压素;胶原合成;心脏成纤维细胞;大鼠

    心脏杂志000302摘 要: 目的:探讨精氨酸加压素(AVP)对大鼠心脏成纤维细胞(CFs)胶原合成的影响。方法:采用胰酶消化法分离、培养新生SD大鼠CFs,3H-脯氨酸掺入法和羟脯氨酸比色法分别观察不同浓度AVP及其V1受体拮抗剂[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP对CFs的影响。结果:① CFs 3H-脯氨酸掺入率随着AVP浓度的增加而增高,其中10-7mol/L,10-6mol/L AVP组的3H-脯氨酸掺入率分别为(541±96)cpm/5000 cells和(565±72)cpm/5000 cells,较对照组(166±31)cpm/5000 cells明显增高(均P<0.01);10-7mol/L AVP+10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP组3H-脯氨酸掺入率(268±64)cpm/5000 cells较10-7mol/L AVP组明显降低(P<0.01)。②CFs培养上清光吸收值(A值)随着AVP浓度的增加而增高,其中10-7mol/L,10-6mol/L AVP组的培养上清A值分别为0.22±0.01和0.24±0.01,明显高于对照组0.20±0.01,有统计学意义(均P<0.01);10-7mol/L AVP+10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP组的A值为0.19±0.01,明显低于 10-7mol/L AVP组(P<0.01)。结论:AVP促进SD大鼠CFs胶原合成,其作用可能与V1受体介导有关。
, 百拇医药
    中图分类号:R329.28 文献标识码:A

    文章编号:1005-3271(2000)03-0169-03

    Effects of arginine vasopressin on collagen synthesis in rat cardiac fibroblasts

    YANG Xue-dong,ZHAO Lian-you, LI Xue, XU Hai-li, QIAO Huai-yu, PENG Yu-hong, CHEN Yong- qing, FAN Yan-hong

    (Department of Cardiology, Tangdu Hospital, Fourth Military Medical University, Xi`an 710038, Shaanxi, China)
, 百拇医药
    Abstract: AIM: Arginine vasopressin(AVP) modulate cardiac fibroblasts(CFs) collagen synthesis was tested. METHODS: CFs of neonatal SD rat were isolated by trypsin digestion method and growth-arrested CFs were stimulated with 25 ml/L fetal calf serum in the presence of varying concentrations of AVP and 10-7mol/L V1 receptor antagonist [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP. Collagen synthesis was measured by 3H-proline incorporation. Collagen content of CFs culture medium was estimated by hydroxyproline chromatogragy. RESULTS: ①AVP increases 3H-proline incorporation in CFs in a concentration-dependent manner. 3H-proline incorporation value of 10-7mol/L and 10-6 mol/L AVP group(541±96 cpm/5000 cells, 565±72 cpm/5000 cells, respectively) were higher than that of control group(both P<0.01). 3H-proline incorporation value of 10-7mol/L AVP+10-7mol/L [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP group(268±64 cpm/5000 cells) was lower than that of 10-7mol/L AVP group(P<0.01). ②AVP increases A value of CFs culture medium in a concentration-dependent manner. A value of 10-7mol/L and 10-6mol/L AVP group (0.22±0.01, 0.24±0.01, respectively) were higher than that of control group 0.20±0.01 (both P<0.01). A value of 10-7mol/L AVP+10-7mol/L [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP group(0.19±0.01) were lower than that of 10-7mol/L AVP group(P<0.01). CONCLUSION: AVP increases collagen synthesis in rat CFs, which seems to be mediated through V1 receptor.
, 百拇医药
    Keywords:arginine vasopressin; collagen synthesis; cardiac fibroblasts; rat

    众多资料表明,心肌纤维化参与了高血压病心室重塑过程[1]。心肌纤维化可引起心功能障碍,表现在心肌僵硬度增加、心肌缺血和室性心律失常,是导致慢性心力衰竭的一个决定因子[2~4]。目前认为,心室负荷过重或血流动力学因素不是诱导心肌纤维化的主要因素,而体液因素在心肌纤维化发生、发展中发挥重要作用[5]。精氨酸加压素(AVP)是下丘脑分泌的神经内分泌多肽,具有明显的升高血压、抗利尿作用,其受体广泛存在心血管系统组织细胞中。现已证实,AVP和高血压病发生、发展密切相关[6],但AVP是否参与诱导心肌纤维化,国内外尚无报道。作者观察了AVP对SD大鼠CFs胶原合成的影响,以探讨AVP在心肌纤维化发生、发展中的意义。

    1 材料和方法
, 百拇医药
    1.1 主要试剂 精氨酸加压素(美国Peninsular Lab);DMEM培养液(GIBCO); 胰蛋白酶和[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP均购于美国Sigma公司;胎牛血清(浙江金华市清湖犊牛利用研究所);3H-脯氨酸(中国原子能研究院同位素研究所);闪烁液为18.1 mmol/L PPO和271.7 μmol/L POPOP的二甲苯溶液。

    1.2 CFs分离、培养和鉴定

    1.2.1 CFs分离和培养 在无菌条件下取下出生后2~3 d的SD大鼠(第四军医大学实验动物中心提供)的心室,剪碎,DMEM冲洗,用1.25 g/L胰酶在37℃分离细胞,每5 min收集1次细胞。1000 r/min,离心2次,每次5 min,将所得全部细胞置于含100 ml/L胎牛血清的DMEM培养液的100 ml培养瓶中,在50 ml/L CO2,37℃孵箱中培养60~90 min,采用差速贴壁法分离CFs[7]。CFs贴壁速度较快,倒掉细胞悬液,贴壁的细胞主要是CFs。待CFs生长接近融合时以1∶3传代。实验采用3~4代CFs。
, http://www.100md.com
    1.2.2 CFs的鉴定 倒置显微镜下观察:细胞呈梭形、多角形,细胞质透明,细胞核明显大,呈椭圆形,常含有2~3个核。SABC法免疫组织化学染色:纤维连接蛋白染色阳性,血管平滑肌肌动蛋白染色阴性,符合成纤维细胞染色特征。

    1.3 CFs 3H-脯氨酸掺入的测定 取对数生长期的CFs,2.5 g/L胰酶消化,用含100 ml/L胎牛血清的DMEM调节细胞悬液浓度为2.5×104个/ml,加入96孔培养板中,每孔加入200 μl,静置培养至细胞接近融合。弃上清,加入无血清DMEM,继续培养24 h,使细胞维持生长静止状态。分别加入0,10-9,10-8,10-7,10-6mol/L AVP和10-7mol/L AVP+10-7mol/L [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP。培养48h后加入3H-脯氨酸92.5 MBq/L和维生素C 50 mg/L, 4 h后用2.5 g/L胰蛋白酶消化细胞呈细胞悬液,多头细胞收集器收集细胞至玻璃纤维滤纸上,烤干。将玻璃纤维滤纸置于闪烁计数管中,每管加入闪烁液0.5 ml,用液态闪烁计数仪测定放射性。
, 百拇医药
    1.4 CFs培养上清胶原含量的测定 以羟脯氨酸比色法测定CFs培养上清胶原含量[8]。将对数生长期的CFs用2.5 g/L胰蛋白酶消化,用含100 ml/L胎牛血清的DMEM培养液调整细胞浓度为2.5×104个/ml,加入96孔培养板,每孔200 μl,静置培养至细胞接近融合。加入条件培养液干预同1.3。48 h后吸取培养上清50 μl,加入玻璃试管中,100℃烤干。加入50 μl 4 mol/L NaOH,轻轻震荡,在沸水中煮90 min,加入50 μl柠檬酸使pH值达6.0。加入1.0 ml氯氨T溶液,室温静置20 min。加入1.0 ml醛-过氯酸溶液,65℃水浴15 min,分光光度计在550 nm测定光吸收值A。

    2 结果

    2.1 AVP对CFs 3H-脯氨酸掺入的影响 10-9,10-8 mol/L AVP组CFs 3H-脯氨酸掺入率分别为184±59,276±63 cpm/5000 cells,与对照组166±31 cpm/5000 cells无统计学差别(均P>0.05),10-7,10-6mol/L AVP组3H-脯氨酸掺入率分别为541±96,565±72 cpm/5000 cells,明显高于对照组(均P<0.01)。10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP+10-7mol/L AVP组3H-脯氨酸掺入率为268±64 cpm/5000 cells,显著低于10-7mol/L AVP组(P<0.01, 图1)。
, http://www.100md.com
    2.2 AVP对CFs培养上清胶原含量的影响 10-9,10-8 mol/L AVP组CFs培养上清A值分别为0.20±0.01和0.21±0.01,与对照组0.19±0.01比较无显著差异(均P>0.05)。10-7,10-6mol/L AVP组分别为0.22±0.01和0.24±0.01,明显高于对照组(均P<0.01)。10-7mol/L [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP+10-7mol/L AVP组CFs培养上清A值为0.19±0.01,明显低于 10-7mol/L AVP组(P<0.01,图2)。

    图 1 [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP对AVP诱导的CFs3H-脯氨酸掺入的影响
, http://www.100md.com
    A:对照; B:10-7mol/L AVP; C:10-7mol/L AVP+10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP; D: 10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP。 与A组比较,bP<0.01;与B组比较,dP<0.01;n=6。

    图 2 [d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP对AVP诱导的CFs培养上清胶原含量的影响

    A:对照; B:10-7mol/L AVP; C:10-7mol/L AVP+10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP; D: 10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP. 与A组比较,bP<0.01;与B比较,dP<0.01;n=6。
, http://www.100md.com
    3 讨论

    心脏细胞包括心肌细胞和间质细胞两部分,间质细胞约占总体积的25%,细胞总数的2/3。心脏间质细胞主要是CFs(约占90%),其次为血管平滑肌细胞,内皮细胞等,其中CFs是合成和分泌细胞外基质的主要细胞。心脏细胞外基质由胶原、纤维连接蛋白、层粘连蛋白及弹性蛋白、蛋白聚糖等组成,胶原是心脏细胞外基质最主要的成分。胶原纤维广泛分布于细胞外间隙,形成复杂的胶原网络,将心肌细胞相互连接成一体,直接影响心肌细胞的收缩、舒张功能和组织的顺应性。高血压病时不仅有心脏实质细胞在细胞、分子水平上的改变引起心肌细胞肥大、坏死,间质细胞CFs通过增殖、分泌细胞外基质蛋白和替代坏死心肌细胞形成纤维瘢痕,引起心脏纤维胶原积聚、胶原组成成分改变、空间结构排列紊乱,最终共同导致心脏病理性结构改变即心室重塑。因此,CFs参与诱导的心室重塑是高血压病收缩和舒张功能障碍并导致充血性心力衰竭的病理基础[9]。本实验中分离培养的SD大鼠心脏细胞的免疫组织化学染色结果显示,纤维连接蛋白染色阳性,血管平滑肌肌动蛋白染色阴性,证实所培养细胞为成纤维细胞。
, 百拇医药
    脯氨酸是胶原合成的重要底物,测定3H-脯氨酸掺入率可灵敏反映CFs胶原合成功能[10]。本实验结果显示,AVP以浓度依赖方式增加CFs的3H-脯氨酸掺入率,其中10-7,10-6mol/L AVP组3H-脯氨酸掺入率均显著高于对照组,表明AVP可增强CFs胶原合成功能。本实验结果还显示,AVP以浓度依赖方式增加CFs培养上清胶原含量,反映了在AVP的刺激下,CFs 分泌到细胞外的胶原蛋白含量增多,这是AVP促进CFs胶原合成功能的间接表现。因此可以得出结论,AVP可促进CFs胶原合成。这提示我们,如果能够采取措施减少AVP的产生或阻断AVP促进CFs胶原合成的中间环节,可能部分逆转高血压病患者心室重塑,改善心脏功能。

    组织细胞表面的AVP受体根据第二信使的不同可分为两种:V1受体(Ca2+为第二信使)和V2受体(cAMP为第二信使)。目前AVP受体拮抗剂是继血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂和醛固酮拮抗剂成功应用于临床后又一令人瞩目的闪光点[11],已合成多种口服非肽类AVP受体拮抗剂应用于动物和临床实验,其结果表明:V1受体拮抗剂对于治疗高血压病具有良好的前景。[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP可强烈阻断V1受体,对V2受体几乎没有作用。本实验结果显示, 10-7mol/L[d(CH2)5Tyr2(Me)]AVP可完全拮抗10-7 mol/L AVP促进CFs胶原合成作用,提示V1受体可能单独介导了AVP促进CFs胶原合成作用,其信号转导机制尚待进一步研究。
, 百拇医药
    参考文献:

    [1] Weber KT, Brilla CG. Pathological hypertrophy and cardiac interstitium[J]. Circulation, 1991,83(6):1849.

    [2] Spach MS, Dolber PC. Relating extracellular potentials and their derivatives to anisotropic propagation at a microscopic level in human cardiac muscle[J]. Circ Res, 1986,58(3):356.

    [3] Pahor M, Bernabei R, Sgedari A, et al. Enalaprl prevents cardiac fibrosis and arrhythmias in hypertensive rats[J]. Hypertension, 1991,18(2):148.
, 百拇医药
    [4] Carre F, Lessard Y, Coumel P, et al. Spontaneous arrhythmias in various models of cardiac hypertrophy and senescence of rats: a holter monitoring study[J]. Cardiovasc Res, 1992,26(7):698.

    [5] Brilla CG, Pick R, Tan LB, et al. Remodeling of the rat right and left ventricle in experimental hypertension[J]. Circ Res, 1990,67(6):1355.

    [6] 曹世平, 赵连友. 精氨酸加压素在高血压发病中的作用及其与P物质的关系[J]. 中华内科杂志,1993,32(5):306.
, 百拇医药
    [7] Simpson P, Savion S. Differentiation of rat myocytes in single cell cultures with and without proliferating nonmyocardial cells[J]. Circ Res, 1982,50(1):101.

    [8] Huszar G, Maiocco J, Naftolin F. Monitoring of collagen and fragments in chromatography of protein mixtures[J]. Anal Biochem, 1980,105(2):424.

    [9] Booz GF, Baker KM. Molecular signalling mechanisms controlling growth and function of cardiac fibroblasts[J]. Cardiovasc Res, 1995,30(4):537.

    [10] 刘海林, 杨少平, 陆汉明, 等. 维拉帕米,硝苯地平对人成纤维细胞增殖、胶原和透明质酸合成的抑制作用[J]. 中国药理学通报, 1996,12(5):456.

    [11] Mayinger B, Hensen J. Nonpeptide vasopressin antagonists: a new group of hormone blockers entering the scene[J]. Exp Clin Endocrinol Diabetes, 1999,107(3):157.

    (收稿 2000-02-09 修回 2000-03-07), 百拇医药