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编号:10284006
磷脂酶C信号途径在高血压病发病中作用探讨
http://www.100md.com 《高血压杂志》 2000年第4期
     作者:刘忠 黄元伟 胡申江

    单位:浙江大学医学院附属第一医院心内科,浙江 杭州 310003

    关键词:原发性高血压;动脉;肌,平滑;磷脂酶C; Gq蛋白α亚单位

    高血压杂志000416

    摘要 目的:了解磷脂酶C(PLC)和Gq蛋白亚单位(Gaq)与原发性高血压即高血压病的相关性。

    方法:分别以Gq蛋白α亚单位(Gαq)多克隆抗体及PLC-β1和PLC-γ1单克隆抗体为探针,用免疫印迹(Immunoblot)方法测定人动脉平滑肌层中Gαq、PLC-β1、PLC-γ1的相对含量。
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    结果:在人类动脉血管平滑肌层中未检测到PLC-β1,但存在Gαq和PLC-γ1。原发性高血压病人组(n=9)和对照组(n=15)相比较,Gαq和PLC-γ1均无显著性差异。

    结论:在原发性高血压病人的发病过程中并无证明存在有Gαq和磷脂酶C信号途径的异常。

    中图分类号:R544.1;R543.5;Q55 文献标识码:A

    文章编号:1006-2866(2000)11-0312-03

    A Study on the Relationship Between Phospholipase C and Essential Hypertension
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    Liu Zhong Huang Yuanwei Hu Shenjiang

    (Cardiologic Department, First Affiliated Hospital, Zhejiang Medical College of Zhejiang University, 310003 Hangzhou)

    Abstract Aim: to know the relationship between phospholipase C(PLC) and essential hypertension.

    Method:To examine the relative content of Gαq、PLC-β1、PLC-γ1in arterial smooth muscle tissue using Gαq polyclonal antibody and PLC-β1、PLC-γ1 monoclonal antibodies as probes and immunoblot hybridization.
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    Result:PLC-β1 was not detected in human's arteries, but PLC-γ1 was found. As compared with controls(n=15), protein content of Gαq or PLC-γ1 in arteries from hypertensive patients(n=9) had no significant change.

    Conclusion:May be it is because of the long administration of antihypertensive drugs in our cases, or the abnormality of PLC-δ, whose mechanism of regulation is not clear and which is robustly expressed in arteries, or no role played by Gαq and PLC in the pathogenesis of essential hypertension.
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    Key word:essential hypertension; arteries; muscle,smooth; phospholipase C; Gαq subunit

    许多实验证实:血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)、去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)、血管加压素、血小板衍化生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)等,与培养的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)作用时,可使磷脂酶C(phospholipase C,PLC)活化并产生三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-trisphosphate, IP3)和甘油二酯(1,2-sn-diacylglycerol, DAG)二个第二信使分子,最终导致平滑肌细胞收缩、血管壁张力增高及细胞的增生和肥厚[1~3]。自发性高血压大鼠(SHR)的主动脉VSMCs,在受外来刺激(如AngⅡ、NE、GTPrS、PDGF等)时,PLC被活化程度远高于正常血压的Wistar Kyoto大鼠(WKY)主动脉VSMCs[4,5]。由此提示PLC介导的磷酸肌醇信号途径异常,在高血压病的发生和发展中可能起着重要的作用。但现有的实验结果均来自对动物的研究,而且大多数来自培养的VSMCs,对人体则无直接的研究。基于此,本研究以人动脉平滑肌组织作为研究对象,了解PLC介导的信号传导途径与高血压病的关系。
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    对象与方法

    1 材料与试剂

    1.1 材料:选用本院1995年11月~1996年11月间部分因外科手术切除组织的大网膜中较大系膜动脉平滑肌层组织,置液氮中保存待用。按是否伴有原发性高血压分为高血压组和对照组二组。高血压组9例,男5,女4,平均年龄66.8±6.5岁,病程6年~40年(16.5±7.9年),均有高血压病家族史,按照1978年WHO建议的高血压及其分期标准,均属高血压病Ⅱ期,但不伴冠心病、糖尿病、高脂血症等,长期或间断服用降压药物,术前血压控制在130~150/80~90 mmHg。对照组15例,其中男8,女7,平均年龄63.5±6.9岁,两组间年龄、性别具有可比性。

    1.2 试剂:42kDa抗兔Gαq多克隆抗体(DuPontNEN,批号:PE021),抗牛 PLC-β1单克隆抗体(Upstate Biotechnology,批号:12495),抗牛PLC-γ1单克隆抗体(Upstate Biotechnology,批号:14269),Hybond-C(Amersham, 批号:68566),ECL(Enhanced chemiluminescence)Kit(Amersham, 批号:RPN2209),DTT(SERVA,批号:20710),Leupeptin(Sigma, 批号:103476-89-7),PMSF(GIBCO,批号:11038D),预染蛋白分子量标准(GIBCO,批号:26041-020),辣根过氧化物酶交联的山羊抗兔和山羊抗鼠IgG及其余相关试剂均购自华美生物工程公司上海分公司。
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    2 方法

    2.1 平滑肌组织抽提液的制备:剪取保存于液氮中的动脉平滑肌层组织约200 mg,加于3 ml新鲜配制的蛋白裂解液中(50 mM Tris-Cl PH7.5, 1 mM EGTA, 1% TritonX-100,2 mM PMSF, 0.1 mM DTT, 2μg/ml Leupeptin),冰浴下高速匀浆15 s,将匀浆液转移至5 ml离心管,于4℃12,000 g离心5 min后,取上清,小份分装保存于-60℃冰箱,同时用Folin-酚法测定蛋白质含量。

    2.2 十二烷基磺酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹(Immunoblot)杂交:

    样品制备: 每个标本取总蛋白10 μg,加入1/4体积的4×加样缓冲液(250 mM Tris-HCL PH 6.8, 30% 甘油,8% SDS,200 mM DTT,0.05% 溴酚蓝),水浴煮沸3 min使其变性。
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    SDS-PAGE并将蛋白质转移至硝酸纤维素膜[6]:将经上述制备的变性蛋白质样品,于分离胶为10%(第一抗体为抗Gαq时)或7.5%(一抗为抗PLC-β1、-γ1时)丙烯酰胺浓度的SDS-PAGE(Bio-Rad 80×100 mm)电泳分离后,转移至硝酸纤维素滤膜上。转移缓冲液配比为25 mM Tris,192 mM甘氨酸pH8.3,20% 甲醇及0.05% SDS。

    免疫印迹杂交: 转印的硝酸纤维素滤膜用TBST(20 mM Tris-HCl pH 7.4,140 mM NaCl,0.1% Tween-20)短暂漂洗后,于封闭液(含有5%脱脂奶的TBST)中室温下封闭至少0.5 h。而后与稀释于含0.02% NaN3的封闭液中的第一抗体温浴,4℃过夜。抗兔Gαq多克隆抗体以1:1000稀释,抗牛PLC-β1、-γ1单克隆抗体以1 μg/ml稀释。次日,经TBST数次洗膜后,与第二抗体辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔(一抗为抗Gαq时)或山羊抗鼠(一抗为抗PLC-β1、- γ1时)IgG于室温下温浴1 h。再用TBST洗膜至少1 h,期间更换TBST 4~5次。吸干滴水后,将膜于ECL试剂中准确温浴1 min,并用X光片曝光显影。曝光显影的免疫印迹X光片,置激光光密度图象扫描仪(PHARMACIA)测定各信号条带的积分吸光值。
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    3 数据的处理: 以各信号条带的积分吸光值代表Gαq和PLC-γ1的相对含量。二组Gαq相对含量采用t检验,PLC-γ1相对含量采用M-W检验。应用SPSS统计软件包进行统计分析处理,P<0.05为差异具有显著性意义。

    结果:

    1 PLC同功酶在动脉平滑肌组织中的分布及与血压关系:

    以分别能检测150 kDa PLC-β1和100 kDa PLC-γ1的单克隆抗体作探针,用免疫印迹分析方法检测PLC同功酶在人动脉平滑肌组织中的分布及含量,结果未检测到PLC-β1,但有PLC-γ1。图1所示为以PLC-γ1单克隆抗体作为探针所得的免疫印迹ECL曝光显影图。其中,1~5为高血压病组,6~12为对照组,左边显示蛋白分子量标准,单位为kDa。每个加样孔所用蛋白量为10 μg,SDS-PAGE分离胶中丙烯酰胺浓度为7.5%,第二抗体为辣根过氧化物酶标记的山羊抗鼠IgG。PLC-γ1的相对含量,在高血压病组为0.740±0.275, 对照组为0.941±0.571, 两组间比较无显著性差异(u=0.78, P>0.05)。
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    图 1: PLC-γ1单克隆抗体为探针的免疫印迹ECL曝光图

    2 两组间动脉平滑肌组织中Gαq蛋白含量对比:

    以抗兔Gαq多克隆抗体作为探针所得的免疫印迹ECL曝光显影图见图 2。其中,1~5为高血压病组,6~12为对照组,左边显示蛋白分子量标准,单位为kDa。每个加样孔所用蛋白量为10 μg,SDS-PAGE分离胶中丙烯酰胺浓度为10%,第二抗体为辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG。Gαq多克隆抗体作为第一抗体,可检测42 kDa Gαq。Gαq蛋白质含量,以免疫印迹各信号条带激光光密度扫描所得的积分吸光值代替,以±s表示,其中高血压病组为5.263±1.272,对照组为6.152±1.543。两组比较无显著性差异(t=1.45, P>0.05)。
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    图 2: Gαq多克隆抗体为探针的免疫印迹ECL曝光图

    1~5为高血压病组; 6~12为对照组; 左边为蛋白分子量标准,单位kDa

    讨论:

    哺乳动物中存在的PLC,按氨基酸序列同源性和分子量大小的不同,分为PLC-β、PLC-γ、PLC-δ三类,其中,PLC-β包括β1 ~ β4,PLC-γ包括γ1和γ2,PLC-δ则有δ1 ~δ4[7]。所有PLC同功酶,在Ca2+存在下,均能水解磷酯酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate,PIP2),产生IP3和DAG二个第二信使分子。但在体内,不同类型PLC同功酶,其活化机制各不相同。其中PLC-β为G蛋白,包括Gq类α亚单位(Gαq)和Go/Gi类βγ亚单位(Gβγ)活化,PLC-γ则由具内源性酪氨酸激酶(tyrosine kinase, TK)的受体或与TK相关连受体所活化,PLC-δ的活化机制至今尚不清楚[7]。由于所选用的动物种系和组织的不同,PLC同功酶在血管平滑肌中的分布各家报道也不一。但在兔和大鼠主动脉组织和培养的VSMCs中均未检测到PLC-β[8,9,10],在培养的兔主动脉VSMCs中检测到PLC-γ2和PLC-δ1[8];而在未经培养的兔主动脉中只存在PLC-δ1[10],在未经培养的大鼠主动脉和培养的VSMCs中则检测到PLC-γ1和 PLC-δ1[8,9]
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    由α、β、γ三个亚单位构成的异三聚体G蛋白,存在于细胞膜内侧面,并与具七个跨膜结构的膜受体相偶联,其α亚单位可与GDP/GTP结合,且具GTP酶的活性,β、γ二个亚单位结合在一起,起调节作用。哺乳动物中存在的20多个G蛋白α亚单位,按氨基酸序列同源性的不同分为αS、αi、αq、α12四个亚类,其中,由αq、α11、α14、α15、α16五个α亚单位组成的Gαq亚类,它们均对PT不敏感,在机体内起活化PLC-β的作用[15]。静息状态时,遗传性高血压大鼠(SHR和Milan高血压大鼠)与正常血压的大鼠相比,其VSMCs中Gαq含量在蛋白质和mRNA水平并无显著性差异[16,17];当受外来刺激后,SHR的VSMCs中Gαq基因表达量显著增加,而WKY组的Gαq基因表达并不受影响[16]
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    本研究以PLC-β1和PLC-γ1的单克隆抗体作为探针,用免疫印迹杂交方法检测PLC同功酶,发现在人体动脉平滑肌组织中存在PLC-γ1,但未检测到PLC-β1

    本实验在PLC蛋白质水平了解此酶与高血压病的关系,但高血压病组与对照组相比较,PLC-γ1的含量并无显著性差异。这可能是由于入选本研究的血管平滑肌组织,来源于已经长期降血压治疗、术前血压控制在基本正常范围相关。

    本研究显示高血压病组与对照组间均无显著性差异。其可能原因有:(1)在人和动物的血管平滑肌中并未检测到PLC-β[8,9,10],而Gαq的功能是活化PLC-β[15],虽然血管平滑肌组织中存在Gαq,但受体-Gαq-PLC-β可能并不参与平滑肌细胞内磷酸肌醇信号传导;(2)SHR VSMCs的Gαq mRNA,仅在受外界刺激时其表达显著增加,在基础状态下其表达与WKY组无差异[16];而入选本实验的高血压病患者,均经长期服用降压药物使血压控制在正常范围之内,这可能导致其Gαq含量与对照组无差异。本文虽有高血压患者作为病人组,但患者高血压已被控制,因而缺乏现症而未治疗的患者标本,有可能的话,应该加以补充完善。
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    虽然已有大量的动物实验证实:许多细胞外信使分子通过活化PLC,水解PIP2所产生的IP3和DAG,在致血管平滑肌张力增高和促有丝分裂中起重要的作用。但本研究以人体组织作为研究对象,了解PLC介导的信号传导途径在高血压病发生过程中的作用,并未发现Gαq及PLC参与的信号转导途径与高血压病之间有相关性。

    基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:39270722)和浙江省(编号:392037)

    作者简介:刘忠(女,32岁)医学博士,主治医师

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    收稿日期:1999-11-22, http://www.100md.com