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编号:10274230
纤维蛋白原对内皮细胞t-PA和PAI-1mRNA表达的影响
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 2000年第5期
     作者:陈晓春 黄春 蓝玉福 陈志哲

    单位:350001 福州,福建医科大学附属协和医院 ,福建省老年医学研究所

    关键词:纤维蛋白原;纤溶酶原激活物;纤溶酶原灭活剂;逆转录聚合酶链反应

    中华内科杂志000505 【摘要】 目的 探讨纤维蛋白原(Fg)对内皮细胞(EC) 组织型纤溶酶原激活物(t-PA)和纤溶酶原灭活剂(PAI-1) mRNA表达的影响。 方法 不同浓度Fg与EC孵育不同时间后,用单管逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)半定量法检测t-PA和PAI-1 mRNA的表达。 结果 用20, 200,2 000 mg/L 的Fg与EC孵育12 h后,PAI-1 mRNA的相对表达水平分别为对照组的2.0,2.9,3.4倍,200 mg/L Fg与EC孵育1、12、24 h,PAI-1 mRNA的相对表达水平分别为同时相对照组的1.7,3.6,2.5倍。t-PA mRNA的表达则不依Fg浓度和孵育时间而变化。 结论 Fg可诱导PAI-1高表达而不增加t-PA的表达水平,导致EC表面纤溶活性降低,有利于血栓形成和动脉粥样硬化的发生与发展。
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    The effect of fibrinogen on t-PA and PAI-1 mRNA expression in human umbilical vein endothelial cells

    CHEN Xiaochun HUANG Chun LAN Yufu

    The Affiliated Union Hospital, Fujian Medical University, Fujian Institute of Geriatrics, Fuzhou 350001, China

    【Abstract】 Objectives To investigate the effect of fibrinogen(Fg) on tissue-type plasminogen activator(t-PA) and plasminogen activator inhibitor-1(PAI-1) mRNA expression in human umbilical vein endothelial cells(HUVECs). Methods After endothelial cells (ECs) were incubated with Fg at different doses for various duration,a coupled reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) method was used to amplify t-PA,PAI-1 and internal control GAPDH mRNA. Results In the HUVECs cultured with Fg at concentration of 20, 200, 2 000 mg/L,the levels of PAI-1 mRNA expression were 2.0, 2.9, 3.4 folds vs 0 mg/L group respectively. ECs stimulated with 200 mg/L Fg for 1,12,24 h, the levels of PAI-1 mRNA expression were 1.7, 3.6, 2.5 folds vs control respectively. The levels of t-PA mRNA expression showed no apparent change with Fg stimulation. Conclusion Fg can attenuate fibrinolytic activity on the surface of ECs by inducing high expression of PAI-1 mRNA without changing t-PA mRNA expression, thus promotes thrombus formation and development of atheroscleosis(AS).
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    【Key words】 Fibrinogen; Uterine tissue plasminogen activators; Endothelial plasminogen activator inhibitors; Reverse transcription polymerase chain reaction

    动脉粥样硬化(AS)的发生与发展是多因素参与的复杂过程,传统的AS危险因子有高脂血症(主要是高胆固醇血症)、高血压、糖尿病、年龄和吸烟。纤维蛋白原(Fg)是近几年来公认的AS及其血栓并发症的独立危险因子,高Fg血症与AS及其血栓并发症的发生、发展、病变严重程度及血栓的再发相关[1,2]。值得注意的是,在临床研究中,上述AS危险因子均与血浆纤溶活性降低相关,尤其是血浆Fg水平升高与纤溶系统平衡紊乱的关系已成为研究的热点[3],但其干扰纤溶系统平衡的机制尚不明确。本研究以培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)为模型,探讨Fg对内皮细胞(EC)组织型纤溶酶原激活物(t-PA)和纤溶酶原灭活剂(PAI-1) mRNA表达的影响。
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    材料和方法

    1.HUVECs的分离培养与鉴定:参照Jaffe等[4]的方法,无菌条件下取足月顺产新生儿脐带4~6条(25~30 cm),D-Hank液冲洗净脐静脉管腔,用胰蛋白酶消化法获得HUVECs,含20%胎牛血清的IMDM培养液进行原代及传代培养(37℃、5% CO2条件下静置培养),第三代细胞在12孔培养板上长至单层融合后用于实验。原代及传代内皮细胞均用抗第八因子相关抗原血清(购自福州迈新公司)进行免疫细胞化学(ICC)染色鉴定。

    2.Fg(Sigma公司产品)的配制和实验分组、干预:Fg在临用前用含5%胎牛血清的IMDM培养液(5%FBS)配成以下四种工作浓度:2 mg/L,20 mg/L,200 mg/L,2 000 mg/L,抽滤灭菌;EC融合后,按同源、相同数量分组:(1)不同浓度组:加入含不同浓度Fg的培养液,以不含Fg的培养液为对照,与EC孵育12 h;(2)不同时间组:用含200 mg/L Fg的培养液分别与EC孵育1,2,4,6,8,12,24 h;并在1,12,24 h分别设立同时相的对照组(加入不含Fg的培养液)。以上每一浓度组或时间组重复5孔,每孔加培养液2 ml,在试验终点分别收集培养上清液,-70℃保存,待测t-PA,PAI-1抗原;细胞用于提取总RNA进行基因表达水平的检测。
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    3.目的片断的扩增和RT-PCR产物的半定量分析:用异硫氰酸胍一步法提取细胞总RNA,用紫外分光光度计测定总RNA浓度和纯度,用1%琼脂糖甲醛变性电泳鉴定总RNA的质量[5]。按照我们所建立的半定量RT-PCR法[6],分别逆转录、扩增t-PA、PAI-1和内参照三磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)mRNA。每一反应取10 μl扩增终产物在2%琼脂糖凝胶上电泳分离,用凝胶图像分析仪扫描分析各条带,并测定其吸光度值(IDV),以恒量表达的GAPDH mRNA为内参照进行校正,t-PA、PAI-1mRNA的相对表达水平用IDVPAI-1/GAPDH (P/G)和IDVt-PA/GAPDH (t/G)表示。

    4.t-PA,PAI-1抗原的检测: 用ELISA法测定培养上清液中的t-PA,PAI-1总抗原(试剂盒购自法国Stago公司)。

    5.统计学处理:数值以均数±标准差表示,用SPSS软件进行统计分析。多组间均数的两两比较用One-way ANOVA(S-N-K)分析;同一时相的实验组与对照组比较用配对t检验;显著性水平为0.05。
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    结果

    1.Fg对EC t-PA,PAI-1 mRNA表达的影响:在一定浓度范围内(20~2 000 mg/L),Fg诱导PAI-1 mRNA水平呈剂量依赖性增加(图1)。与同一时相的对照组比较,Fg(200 mg/L)对PAI-1mRNA的诱导表达在1h开始增加(为对照组的1.7倍),12 h达最大效应(为对照组的3.6倍),至少持续24 h(图2)。t-PAmRNA的表达不受Fg刺激的影响。

    2.Fg对EC t-PA,PAI-1抗原含量的影响:在一定浓度范围内(20~2 000 mg/L),Fg能诱导EC培养上清液(CM)中PAI-1抗原呈剂量依赖性增加(表1);Fg(200 mg/L)可刺激EC CM中PAI-1抗原积聚呈时间依赖性(表2)。与同一时相的对照组比较,Fg与EC孵育1 h即可引起CM PAI-1抗原含量增加,在12 h时抗原增幅最大,为2.2倍,此种刺激效应至少持续24 h(图3);t-PA抗原则不受Fg刺激的影响。
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    讨论

    大量临床研究发现,血浆Fg增高是AS及血栓性疾病的重要危险因子,但高浓度Fg致AS的机制尚不明确,推测可能与以下方面有关:(1) Fg在凝血酶作用下生成纤维蛋白,沉积在动脉内膜,导致EC损伤,通透性增加,有利于脂质的浸润,进而内膜增厚、机化,促进AS和血栓形成。(2) Fg与血小板结合,促进血小板活化和交联,增加其聚集性而促血栓形成。(3)Fg在促凝的同时,降低血浆纤溶活性,干扰EC的抗血栓特性,使纤维蛋白清除障碍,促血栓形成而堵塞管腔,发生缺血综合征。

    图1a~c分别为PAI-1、t-PA、GAPDH mRNA的扩增条带照片:M为标记;1~5泳道对应的Fg浓度分别为0、2、20、200、2 000 mg/L; 图1d t-PA、PAI-1的相对表达水平:取对照组的相对表达量为1,各实验组的相对表达量用与对照组比较的倍数表示(P<0.05; P<0.05)
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    图1 a~d不同浓度Fg与EC孵育12 h对t-PA、PAI-1 mRNA表达的影响

    图中M为标记,c为对照组,f为Fg 图2 a~c分别为PAI-1、t-PA、GAPDH mRNA的扩增条带照片; 图1d中 t-PA、PAI-1的相对表达水平:取孵育1h的对照组表达量为1,其他各组的表达量用与其比较的倍数表示(P<0.05)

    图2 a~d Fg(200 mg/L)与EC孵育不同时间对t-PA、PAI-1 mRNA表达的影响

    表1 不同浓度Fg与EC孵育12h对CM中t-PA、PAI-1抗原含量的影响(μg/L,±s) Fg(mg/L)
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    例数

    PAI-1

    t-PA

    0

    5

    612.80±15.66

    1.31±0.03

    2

    5

    623.40±41.67

    1.30±0.01

    20

    5
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    730.00±39.90*

    1.30±0.02

    200

    5

    911.20±27.91*△

    1.30±0.01

    2000

    5

    956.40±20.61*▲

    1.32±0.01

    注:与对照组比较 *P<0.05;与20 mg/L组比较 P<0.05;与200 mg/L组比较 P<0.05表2 Fg (200 mg/L)与EC孵育不同时间对t-PA、PAI-1抗原的影响(μg/L,±s) 时间(h)
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    例数

    PAI-1

    t-PA

    1

    5

    26.76± 1.44

    1.31±0.05

    2

    5

    64.32± 5.87

    1.31±0.03

    4

    5
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    109.00± 5.92

    1.32±0.03

    6

    5

    376.40±11.70

    1.30±0.06

    8

    5

    563.20±51.40

    1.31±0.04

    12

    5

, 百拇医药     911.20±27.91

    1.32±0.05

    24

    5

    1330.00±35.72

    1.32±0.02

    注:与前一时点比较,PAI-1抗原P值均<0.05,t-PA抗原P值均>0.05

    与同时相的对照组比较,P<0.05

    图3 Fg(200 mg/L)在不同时相对PAI-1抗原的影响
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    本研究结果显示Fg能诱导PAI-1mRNA及抗原呈剂量和时间依赖性增长,而t-PA mRNA表达和抗原含量则无明显变化,最终导致EC表面纤溶活性降低,有利于血栓形成。该结果能解释临床上观察到的高Fg血症往往伴有PAI-1抗原及活性增加,导致纤溶活性下降和血栓倾向。

    有的研究表明,PAI-1基因表达的调节是通过细胞内蛋白激酶C(PKC)信号传导途径介导的。Fg诱导PAI-1基因表达具有短时性效应(1 h起效,12 h达高峰,24 h略有下降),符合细胞内信号系统的特点;EC具有特异性识别Fg α链C-末端的Arg-Gly-Asp结构的受体,推测Fg的作用也可能通过细胞内信号传导系统实现的。

    本研究尚发现,PAI-1抗原含量与mRNA表达水平相平行,但mRNA的增幅较抗原增幅大,提示还存在转录后水平的调节。

    结合上述研究结果和一些临床资料,我们认为,Fg在AS及其缺血并发症中的作用可能涉及两个过程:(1) AS形成的慢性过程:Fg长期刺激EC合成、分泌PAI-1,导致局部微血栓形成不能及时清除,造成EC损伤,有利于胆固醇浸润,从而促进AS的发生与发展;PAI-1增加,尚可导致细胞外基质(ECM)降解减少,ECM在血管壁的堆积可促进SMC增殖;非阻塞性血栓可促使血小板活化、交联,活化血小板释放的生长因子又是促SMC增殖的强烈丝裂原,加速了AS的进程。(2)血栓形成的急性过程:在原有AS狭窄的基础上,高浓度Fg在某些情况下,短时间内刺激EC和(或)血管壁其他细胞大量合成、分泌PAI-1,而t-PA含量则无相应增加,导致纤溶活性下降,血栓形成,管腔闭塞,发生急性缺血综合征。
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    由此可见,降低血浆PAI-1水平以及导致前血栓状态的Fg水平,应作为AS及血栓性疾病防治的目标。由于许多促血栓形成的因子作用于PAI-1基因的转录水平,因此,寻找相应的转录应答元件、反式作用因子及其在PAI-1基因上的作用位点,有助于进一步揭示PAI-1基因的转录调控机制,对AS及其血栓并发症的防治有重要的临床意义。

    基金项目:福建省卫生厅科学研究资助项目(97030)

    参考文献

    1,周瑞海,高海青,刘静,等.不稳定型心绞痛、心肌梗塞及脑梗塞患者血浆纤维蛋白原水平变化.中国现代医学杂志, 1997,7:4-5.

    2,Gilles M, Annick A, Eric V, et al. Fibrinogen after coronary angioplasty as a risk factor for restenosis. Circulation,1995,92:31-38.
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    3,Daae DN, Kierulf P, Landaas S, et al. Cardiovascular risk factors; interactive effects of lipids, coagulation and fibrinolysis. Scand J Clin Lab Invest Suppl,1993,215:19-27.

    4,Jaffe EA,Nachman RL,Becker CG. Culture of human endothelial cells derived from umbilical veins. Identification by morphologic and immunologic criteria. J Clin Invest,1973,52:2745-2756.

    5,Chomczynski P, Sacchi N. Sigle-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem,1987,162:156-159.

    6,黄春,陈晓春,蓝玉福.建立RT-PCR半定量法检测HUVECs t-PA和PAI-1 mRNA表达.福建医科大学学报,1999,33:39-43.

    (收稿日期:1999-07-07), http://www.100md.com