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编号:10271628
当归对氧化低密度脂蛋白致内皮细胞分泌一氧化氮下降和细胞间粘附分子-I表达升高的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第1期
     作者:严晓红 欧阳静萍 涂淑珍 郭淑芳 汪艳

    单位:(湖北医科大学病理生理教研室,湖北 武汉 430071)

    关键词:氧化物;脂蛋白类,LDL;内皮,血管;一氧化氮;细胞粘附分子;当归

    中国病理生理杂志000116

    [摘 要] 目的: 探讨当归对氧化低密度脂蛋白(OLDL)致血管内皮细胞(VEC)损伤的细胞保护作用。方法:以人脐静脉内皮细胞(HUVEC)为实验模型,采用细胞培养,免疫组化等技术观察OLDL对VEC分泌一氧化氮(NO)及细胞间粘附分子-1(ICAM-1)表达的影响并研究当归的保护作用。结果:OLDL使EC分泌的NO显著降低,ICAM-1的表达显著升高。当归明显拮抗这一作用,而阿托品能阻断当归的作用。结论:当归能拮抗OLDL致内皮细胞分泌NO下降和ICAM-1表达升高,此作用可能与M型胆碱能受体兴奋有关。
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    [中图分类号] Q 961 [文献标识码] A

    [文章编号]1000-4718(2000)01-0057-03

    Effects of Angelica Sinensis on OLDL-induced decrease of NO release from human endothelial cells and increase of ICAM-1 expression on the surface of human endothelial cells

    YAN Xiao-hong, Ouyang Jing-ping, TU Shu-zen, GUO Shu-fang, WANG Yan

    (Department of Pathophysiology of Hubei Medical University, Hubei Wuhan 430071, China)
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    [Abstract] AIM:To investigate the injurious effects of oxidized low-density(OLDL) on human endothelial cells(ECs) and protective effects of Angelica Sinensis in vitro. METHODS: The effect of OLDL on nitric oxide (NO) release from EC and intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) expression on EC surface were studied, and the protective effects of Angelica Sinensis on normal and abnormal EC were investigated using cultured EC with or without OLDL and immunocytochemical staining technique. RESULTS: OLDL led to a decrease of NO release and an increase of ICAM-1 expression, which can be reversed by Angelica Sinensis and atropine can block this role of Angelica Sinensis. CONCLUSION: Angelica Sinensis has antagonistic effect on OLDL-induced decreasing of NO released from ECs and increasing of ICAM-1 expression on ECs surface . These effects of Angelica Sinensis may be exerted by the excitation of muscarinic receptor.
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    [MeSH] Oxides; Lipoproteins,LDL; Endothelium, vascular; Nitric oxide; Cell adhesion molecules; Angelica Sinensis

    血管内皮细胞(vascular endothelial cell, VEC)损伤和/或功能改变是动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)发病的始动环节,氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein, OLDL)在VEC损伤中占重要地位[1,2]。它既可直接损伤内皮细胞本身,引起一氧化氮(nitric oxide, NO)合成的减少,还可诱导内皮细胞表达多种粘附分子如细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1(vascular cellular adhesion molecule-1, VCAM-1)等[3]。这些均促进AS的发生发展。本研究采用培养人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell, HUVEC),观察OLDL对内皮细胞(endothelial cell, EC)分泌NO和其表面ICAM-1表达的影响以及传统养血活血药当归的保护作用及其机制,为扩大当归的临床应用提供实验依据。
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    材 料 和 方 法

    一、主要材料:

    1. 人脐静脉内皮细胞株ECV304由武汉大学特殊物种保存中心提供;2. 当归注射液[浓度为25%,溶剂为生理盐水(NS)]购于本校附二医院;3. RPMI-1640培养基(GIBCO);4. 新生小牛血清(GIBCO);5.免疫组化试剂盒及一抗均购于武汉博士德生物工程有限公司。

    二、实验方法:

    1. OLDL的制备与鉴定:采用一次性密度梯度离心法[4]。常规分离新鲜健康人血浆,EDTA抗凝,50 000 r/min,4 ℃、 5 h。密度梯度超速离心分离LDL,在含双抗的PBS中充分透析。LDL蛋白含量以Lowry's法测定。LDL装入透析袋,在终浓度为10 μmol/L的CuSO4溶液中透析24 h(37 ℃)然后在4 ℃含10 mg/L EDTA的PBS中充分透析24 h。用琼酯糖电泳和硫代巴比妥酸反应物质的量测定LDL的修饰程度。
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    2. 细胞培养与分组:HUVECs人脐静脉EC按5×104/mL密度接种于培养瓶中,在37℃培养箱中孵育。待细胞贴壁融合成单层细胞时,倒掉培养瓶中的培养基,随机分为6组加入等容积的由RPMI-1640和各种注射物或等容积的注射物溶剂调制成不同的条件培养液进行实验。(1)对照组:不含各种注射物的上述条件培养液;(2)OLDL组:OLDL终浓度为0.1 mg/mL;(3)当归+OLDL组:OLDL和当归终浓度分别为0.1 mg/mL和20 mg/mL;(4)当归组:当归终浓度为20 mg/mL;(5)当归+硫酸阿托品组:当归和硫酸阿托品终浓度分别为20 mg/mL和1 μg/mL;(6)当归+OLDL+硫酸阿托品组:当归、OLDL和硫酸阿托品终浓度分别为20 mg/mL、0.1 mg/mL和1 μg/mL。每组6瓶细胞,培养24 h后,收集各组条件培养液测NO-2,培养细胞进行免疫组化染色测ICAM-1。

    3.免疫组化染色:将生长有EC的盖玻片取出后用PBS洗涤两次,冷丙酮固定12 min,用SABC法进行免疫组化染色。染色步骤按试剂盒说明书进行。应用德国KONTRON公司生产的IBAS-2000型图象处理分析仪,每组随机选择4~6个高倍视野自动计数100个左右的细胞,测出ICAM-1在EC表达的平均光密度。
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    4.一氧化氮的测定:按参考文献[5]略加修改,即将样品与醋酸钠、对氨基苯磺酸、a-萘胺溶液反应,用752分光光度计于520 nm处测样品吸光值,以亚硝酸盐-氮为标准液,换算出NO-2反映NO含量。

    5.数据学处理:数据以±s表示,NO-2含量的组间比较用t检验,ICAM-1的平均光密度的组间比较用t检验。

    实 验 结 果

    一、OLDL修饰程度的鉴定:

    LDL经CuSO4氧化后其丙二醛水平为:15.28±0.58,显著高于未氧化的天然LDL(nLDL)的(5.17±0.23) nmol/mg蛋白,P<0.05。琼酯糖电泳100 V,20 min,其电泳迁移率相对nLDL为1.4,nLDL为1。
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    二、OLDL对EC分泌NO的影响及当归的保护作用:

    OLDL组EC培养液中NO-2量明显低于对照组(P<0.01),当归+OLDL组EC培养液中NO-2量显著高于OLDL组(P<0.01)。当归组EC培养液中NO-2量显著高于对照组(P<0.05),而加入M型胆碱能受体阻断剂硫酸阿托品则NO-2的含量显著低于当归组(P<0.01),同样在当归+OLDL组加入硫酸阿托品则NO-2的含量显著低于当归+OLDL组(P<0.05)(表1)。

    表1 OLDL对内皮细胞分泌NO的影响和当归的保护作用

    Tab 1 The effect of OLDL on the release of NO
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    from the cultured human endothelial cell lines

    and protective effects of Angelica (±s,n=6) Group

    NO-2 content(nmol/mL)

    Control

    0.346±0.060

    OLDL

    0.215±0.040**

    Angelica +OLDL
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    0.367±0.039△△

    Angelica

    0.415±0.038*

    Angelica+atropine sulfate

    0.292±0.048##

    Angelica+OLDL+atropine sulfate

    0.276±0.078

    *P<0.05, **P<0.01,vs control group; △△P<0.01, vs OLDL group; ##P<0.01,vs Angelica group; ○P<0.05,vs Angelica +OLDL group
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    三、OLDL对EC表面ICAM-1表达的影响及当归的抑制作用:

    OLDL和当归对ICAM-1表达的影响与它们对NO分泌的影响相反。OLDL使内皮细胞表面ICAM-1表达显著高于对照组,而当归明显抑制这一作用。当归也使正常细胞表面ICAM-1表达减少。加入硫酸阿托品组ICAM-1的表达明显高于相应的未加入组(表2)。

    表2 OLDL对内皮细胞表达ICAM-1

    的影响及当归的抑制作用

    Tab 2 The effect of OX-LDL on the surface

    expression of ICAM-1 on cultured human endothelial cell

, http://www.100md.com     lines and inhibitory effect of Angelica Group

    Cell

    numbers

    Average optical

    density of ICAM-1

    Control

    101

    0.132±0.018

    OLDL

    116

    0.171±0.031**
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    Angelica +OLDL

    116

    0.128±0.032△△

    Angelica

    107

    0.121±0.017**

    Angelica+atropine sulfate

    110

    0.128±0.022##

    Angelica+OLDL+

, http://www.100md.com     atropine sulfate

    123

    0.136±0.021

    **P<0.01,vs control group; △△P<0.01,vs OLDL group; ##P<0.01,vs Angelica group; ○P<0.05,vs Angelica +OLDL group讨 论

    当归是中医活血养血药,动物实验和临床研究表明当归及其成分阿魏酸的抗氧化和自由基清除作用对血管壁来说具有保护内膜不受损伤的作用,使脂质在动脉壁的进入和移出保持正常的动态平衡,也不利于血小板粘附和聚集于血管壁上,其降胆固醇作用可抑制脂质沉积于血管壁,其抗血小板功能作用又可阻止附壁血栓形成。当归及其成分阿魏酸的这3种药理作用,互相协调,可望产生抗AS的效应[6]
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    近几年来的研究表明,OLDL在AS的发生和发展中起重要作用,在AS中EC功能损伤主要涉及内皮源性舒张因子的产生和细胞因子、粘附分子及生长因子的表达等方面的改变[7,8]。本研究利用OLDL作损伤因子,通过测定培养液中NO-2含量和细胞表面ICAM-1的表达,首次报道了当归对培养的VEC损伤的影响。结果显示OLDL使VEC分泌NO的量明显降低,使ICAM-1的表达显著增高,而用当归与OLDL共同作用于EC则OLDL的这一作用明显逆转。说明当归能拮抗OLDL使EC分泌NO下降及ICAM-1表达升高,同时还显示当归可促进正常内皮细胞分泌NO,抑制ICAM-1的表达。这些可能是当归抗AS的主要机制之一。

    徐理纳等的研究证明:当归的扩管作用是通过胆碱能受体和组胺受体兴奋而发挥作用的[9]。而EC分泌的主要舒血管物质NO的产生也与胆碱能受体兴奋有关。因此我们用M型胆碱能受体阻断剂阿托品和当归共同作用正常和损伤的EC均显示出明显的拮抗作用。可见当归对EC分泌NO和ICAM-1表达的影响可能通过胆碱能受体而发挥作用。
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    [参 考 文 献]

    [1] Ross R. The pothogenesis of atherosclerosis: a perspective for the 1990s [J]. Nature,1993, 362:801~809.

    [2] 汪晓松,陈琪,朱清淤.人主动脉粥样硬化病变中修饰脂蛋白的研究[J].中华病理学杂志,1998,27:6~9.

    [3] 田庆印.氧化修饰低密度脂蛋白,生长因子,细胞因子与动脉粥样硬化[J].上海免疫学杂志,1997,17:315~317.

    [4] 张林华,刘秉文.一次性密度梯度超速离心分离人血清脂蛋白[J].生物化学与生物物理学报, 1989,21:257.

    [5] 李恩民,付春艳,许丽艳,等.分光光度检测血清中NO含量[J].白求恩医科大学学报,1996,22:103~104.
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    [6] 国家中医药管理局《中华本草》编委会. 中华本草[M]. 第一版. 上海科学技术出版社,1998.1341~1355.

    [7] Martin A, Foxall T, Blumber JB, et al. Vitamin E inhibits low-density lipoprotein induced adhesion of monocytes to human aortic endothelial cells in vitro[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 1997,17:429~436.

    [8] De Meyer GRY, Herman AG. Vascular endothelial dysfunction[J]. Prog Cardiovasc Dis, 1997,39:325~342.

    [9] 徐理纳,苏小琼,尹钟诛.当归对麻醉犬外周血管的扩张作用[J].中华医学杂志,1980,60:80~83.

    [收稿日期] 1998-10-06 [修回日期] 1999-01-15, 百拇医药