張文英,高 振,屈巧芳,申曉彧
動脈粥樣硬化(atherosc lerosis,AS)是1個復(fù)雜的炎癥免疫反應(yīng)病理過程[1]。其中,巨噬細(xì)胞吞噬氧化修飾的低密度脂蛋白(ox-LDL)在 AS的發(fā)生、發(fā)展中起著關(guān)鍵作用[2]。各種致動脈粥樣硬化的因素促進(jìn)血管局部炎癥介質(zhì)的生成,啟動血管壁的炎癥反應(yīng)是AS發(fā)生發(fā)展的主要機(jī)制。其中ox-LDL是AS炎癥反應(yīng)中重要的危險因素[3]。有研究發(fā)現(xiàn),ox-LDL可增加單核細(xì)胞源巨噬細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)表達(dá)并增強(qiáng)其活性,是細(xì)胞功能和基因表達(dá)的主要調(diào)節(jié)因子[4]。
瑞舒伐他汀(rosuvastatin)是新一代3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-Co A)還原酶抑制劑,已有試驗證明瑞舒伐他汀可抑制ox-LDL誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞 MMP-9mRNA和蛋白的表達(dá)[5]。氨氯地平(amlodipine)是廣泛用于臨床的第三代新型長效二氫吡啶類鈣通道阻滯劑(calcium channel blockers,CCB),臨床上主要應(yīng)用于高血壓治療的一線用藥。雖然,有報道稱氨氯地平可以抑制單核細(xì)胞Lox-1、MMP-9的表達(dá),從而起到穩(wěn)定斑塊的作用,但瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平能否加強(qiáng)抑制高血壓合并冠心病患者單核巨噬細(xì)胞MMP-9mRNA和蛋白表達(dá)的作用,起到使斑塊更加穩(wěn)定的作用有待進(jìn)一步實驗證明。
本研究以健康人外周血單核巨噬細(xì)胞為對象,探討利用ox-LDL誘導(dǎo)后,不同濃度瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平對MMP-9mRNA和蛋白表達(dá)的影響。
1.1 研究對象 健康成人靜脈血液來自山西醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)院體檢中心;人淋巴細(xì)胞分離液(Lymphocytes Separation Medium1077)為上海華精生物高科技有限公司產(chǎn)品;RPMI-1640培養(yǎng)液;胎牛血清為杭州四季青公司產(chǎn)品;ox-LDL為北京協(xié)生生物科技有限公司產(chǎn)品;FITC-CD14抗體購自日本Beckman Coulter公司。RNA提取試劑盒(TransZol)購自北京全式金生物技術(shù)公司;逆轉(zhuǎn)錄-多聚酶聯(lián)反應(yīng)(RT-PCR)試劑盒購自北京全式金生物技術(shù)公司;引物序列由上海生工生物有限公司合成;酶聯(lián)免疫(ELISA)試劑盒購自美國R&D公司;瑞舒伐他汀為阿斯利康公司饋贈;氨氯地平為輝瑞制藥有限公司饋贈;其他試劑為國產(chǎn)或進(jìn)口分析純。
1.2 人單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞的分離、培養(yǎng)、誘導(dǎo)和鑒定 密度梯度離心法分離健康人單核細(xì)胞。肝素抗凝靜脈血30mL分10個試管,RPMI-1640液1倍稀釋并充分混勻,分別緩慢加入等比例淋巴細(xì)胞分離液的離心管中,2 000 r/min離心20 min后,吸取中間環(huán)狀云霧狀淋巴細(xì)胞層,再以3mL PBS液充分混勻,1 500 r/min離心洗滌2次;10%胎牛血清的RPMI-1640各5mL將細(xì)胞吹開混勻,將細(xì)胞懸液每培養(yǎng)瓶4mL,并且每孔2mL再種于12孔板中,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中孵育,培養(yǎng)至2代~4代后于細(xì)胞指數(shù)生長期用于誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化實驗。誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化時,以40 ng/mL的PAM無胎牛血清RPMI-1640培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)48 h~72 h,待細(xì)胞轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞后以RPMI-1640培養(yǎng)液洗滌3次,置于10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)48 h。臺盼藍(lán)染色法測定細(xì)胞存活率。單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞用特異性熒光素標(biāo)記的CD14細(xì)胞表面抗體,流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行細(xì)胞鑒定。
1.3 試驗分組 試驗共分8組??瞻讓φ战M:單獨單核巨噬細(xì)胞培養(yǎng)24 h;ox-LDL對照組:單核巨噬細(xì)胞經(jīng)ox-LDL 100μg/mL誘導(dǎo)后單獨培養(yǎng)24 h;瑞舒伐他汀組:單核巨噬細(xì)胞用ox-LDL 100μg/mL誘導(dǎo)后培養(yǎng)2 h后,分3組,分別單獨加入瑞舒伐他?。ǜ?.01μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)培養(yǎng)24 h;瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平組:單核巨噬細(xì)胞用ox-LDL 100μg/mL誘導(dǎo)后培養(yǎng)2 h后,分3組,第1組:加瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各0.01μmol/L作用24 h;第2組:加瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各0.1μmol/L作用24 h;第3組:加瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各1.0μmol/L作用24 h。
1.4 半定量RT-PCR檢測 MMP-9m RNA的表達(dá)水平
1.4.1 RNA提取 棄培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液,每瓶加入1.0 mL Trizol,依次加入氯仿、異丙醇沉淀,75%乙醇洗滌后略晾干,溶于25μL DEPC中。核酸紫外分析儀檢測,根據(jù)260/280比值,所有樣品的A260/A280的比值均介于1.9~2.0。并根據(jù)260 nm的吸光度值對樣品的總RNA進(jìn)行初步定量,確定樣品中RNA純度和含量。
1.4.2 逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng) 逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)在20μL體系中進(jìn)行:含1μg RNA,20 mg/L 的 oligo(d T)引 物,1.0 mmol/L d NTP,20 U Rnase抑制劑,1×Buffer,200UM-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶。于PCR儀上42℃反應(yīng)1 h,72℃滅活10 min后保存于-20℃冰箱中。
1.4.3 PCR擴(kuò)增反應(yīng) MMP-9上游引物序列為:5′-TCCCTGGAGACCTGAGAACC-3′;下游引物序列為:5′-GGCAAGTCTTCCGAGTAGTTT-3′。PCR反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性5 min,94℃變性30 s,58℃退火60 s,72℃延伸60 s,循環(huán)29次;末次延伸7 min,產(chǎn)物長度為307bp。β-actin上游引物序列:5′-CCTGAGGCACTCTTCCAG-3′,下游引物序列:5′-TCACACTTCATGATGGA-3′,產(chǎn)物大小100bp。
1.4.4 凝膠電泳 取PCR產(chǎn)物10μL在瓊脂糖凝膠上電泳,計算機(jī)凝膠成像系統(tǒng)掃描拍照,Toptal軟件分析灰度值,以各條帶與B-actin內(nèi)參條帶灰度的比值,代表MMP-9mRNA轉(zhuǎn)錄水平。
1.5 酶聯(lián)免疫吸附雙抗體夾心法(ELISA法)測定 MMP-9蛋白含量的表達(dá) 六孔培養(yǎng)板的上清液進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附雙抗夾心法(enzyme linked immuno-sorbent assay,ELISA)測定,實驗操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行,每組實驗重復(fù)7次。
2.1 單核巨噬細(xì)胞的形態(tài)學(xué)觀察和流式細(xì)胞術(shù)鑒定 單核巨噬細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、誘導(dǎo)后,25×16倍倒置顯微鏡光鏡下觀察,部分細(xì)胞為多角形,并且易于聚積、貼壁,說明已由單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞。經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行細(xì)胞鑒定,鑒定細(xì)胞多為單核巨噬細(xì)胞,符合實驗要求。
2.2 對ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞MMP-9m RNA及蛋白表達(dá)的影響 已經(jīng)試驗證明經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞,可使MMP-9mRNA和蛋白的表達(dá)顯著增加,而加入瑞舒伐他汀共同培養(yǎng)24 h后,MMP-9mRNA和蛋白的表達(dá)明顯受到抑制,這種抑制作用隨加入瑞舒伐他汀劑量的增加而愈顯著,尤其當(dāng)瑞舒伐他汀為10.0μmol/L幾乎完全抑制了 MMP-9mRNA和蛋白的表達(dá)[5]。本研究驗證,瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平后可使MMP-9mRNA和蛋白的表達(dá)較單獨加入瑞舒伐他汀時明顯下降。
2.2.1 對ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞 MMP-9m RNA表達(dá)的影響 與空白對照組比較,ox-LDL對照組、瑞舒伐他汀組MMP-9mRNA表達(dá)明顯增加(P<0.05);與空白對照組比較,ox-LDL誘導(dǎo)后不同劑量(0.01μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平組MMP-9mRNA表達(dá)也增加(P<0.05);與ox-LDL對照組、瑞舒伐他汀組比較,不同劑量(0.01 μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平組MMP-9mRNA表達(dá)明顯降低(P<0.05);經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)后,不同劑量(0.01μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各組之間比較,隨著瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平劑量增加MMP-9mRNA表達(dá)逐漸降低(P<0.05)。詳見表1。
表1 各組MMP-9mRNA表達(dá)水平(±s)
表1 各組MMP-9mRNA表達(dá)水平(±s)
0.140 1±0.025 0 0.140 1±0.025 0 ox-LDL組 0.744 3±0.135 3 0.785 6±0.046 0 0.01μmol/L組 0.435 4±0.048 1 0.371 5±0.018 6 0.1μmol/L組 0.373 7±0.025 4 0.290 8±0.016 3 1.0μmol/L組組別 瑞舒伐他汀 瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平空白對照組0.262 8±0.036 4 0.226 8±0.015 5
2.2.2 對ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞MMP-9蛋白表達(dá)的影響 與空白對照組比較,ox-LDL對照組、瑞舒伐他汀組MMP-9蛋白表達(dá)明顯增加(P<0.05);與空白對照組比較,ox-LDL誘導(dǎo)后加入不同劑量瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平,各劑量(0.01μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)組 MMP-9蛋白表達(dá)均是增加的,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與ox-LDL對照組、瑞舒伐他汀組比較,不同劑量(0.01μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各組 MMP-9蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.05),這種降低隨著瑞舒伐他汀及氨氯地平劑量的增加而愈加顯著;經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)后,不同劑量(0.01 μmol/L、0.1μmol/L、1.0μmol/L)瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平各組之間比較,隨著瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平劑量增加 MMP-9蛋白表達(dá)逐漸降低(P<0.05)。說明瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平幾乎完全抑制了MMP-9蛋白的表達(dá)。詳見表2。
表2 各組MMP-9蛋白表達(dá)水平(±s)
表2 各組MMP-9蛋白表達(dá)水平(±s)
0.143 8±0.024 9 0.140 1±0.025 0 ox-LDL組 0.744 3±0.135 3 0.785 6±0.046 0 0.01μmol/L組 0.435 4±0.048 1 0.371 5±0.018 6 0.1μmol/L組 0.373 7±0.025 4 0.290 8±0.016 3 1.0μmol/L組組別 瑞舒伐他汀 瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平空白對照組0.262 8±0.036 4 0.226 8±0.015 5
ox-LDL在動脈粥樣硬化的形成和發(fā)展過程中起著關(guān)鍵的作用,ox-LDL參與內(nèi)皮損傷、黏附分子的表達(dá)、白細(xì)胞的募集和潴留、泡沫細(xì)胞和血栓形成。另外,ox-LDL可刺激人單核巨噬細(xì)胞MMP-9的基因表達(dá),增加基質(zhì)金屬蛋白酶的活性,有可能促進(jìn)粥樣硬化斑塊內(nèi)基質(zhì)的降解,形成易損的斑塊,并且,在ox-LDL存在下,MMP-9表達(dá)維持在較高水平,MMP-9過度的表達(dá)則抑制平滑肌增殖,促使其凋亡,減弱斑塊穩(wěn)定性,參與了斑塊破裂的進(jìn)程,促進(jìn)粥樣硬化病變和血栓的形成,因此ox-LDL對人單核巨噬細(xì)胞MMP-9基因表達(dá)的影響,是動脈粥樣硬化病變的關(guān)鍵因素之一[6-8]。
細(xì)胞外基質(zhì)降解是斑塊不穩(wěn)定的主要原因。MMP是一類蛋白酶家族,主要由成纖維細(xì)胞、心肌細(xì)胞及斑塊中巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞合成與分泌。MMP能特異性降解細(xì)胞外基質(zhì)和斑塊纖維帽,其表達(dá)增加、活性增強(qiáng)可使斑塊穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致斑塊破裂[9]。有研究顯示有臨床急性缺血性腦卒中組患者頸動脈粥樣斑塊中的MMP-9逆轉(zhuǎn)錄水平和蛋白表達(dá)水平明顯高于無臨床卒中事件組和正常頸動脈組[10],與文獻(xiàn)[11]研究結(jié)果類似。結(jié)果提示MMP-9可能是導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定的主要因素。
他汀類藥物為 HMG-Co A還原酶抑制劑,其調(diào)脂作用肯定,并且可明顯降低致死性和非致死性心血管事件的發(fā)生,從而廣泛用于冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的一級和二級預(yù)防[12]。瑞舒伐他汀是一種被攝入后易進(jìn)入動脈內(nèi)膜的抗氧化質(zhì),在改善高膽固醇血癥患者的脂類水平方面,明顯優(yōu)于阿托伐他汀、辛伐他汀和普伐他汀[13],可極大程度降低心血管事件的發(fā)生率。有研究表明,瑞舒伐他汀可降低斑塊體積,抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)脂蛋白的積累,降低主動脈弓的低密度脂蛋白與低密度脂蛋白的斑塊比例[14]。
近年來,許多研究資料提出氨氯地平在不降低血脂及血壓的條件下,能延緩AS早期斑塊的形成,這一作用可能與其強(qiáng)親脂性和細(xì)胞膜上精確定位有關(guān)。氨氯地平是L型CCB,除具有此型的特性外,還具有與此型通道無關(guān)的多效性。這種作用不僅僅表現(xiàn)為對心血管的保護(hù)作用,還體現(xiàn)對頸動脈的保護(hù)作用,通過抗炎、抗氧化應(yīng)激和保護(hù)內(nèi)皮功能等多種機(jī)制實現(xiàn)。
氨氯地平降低血壓主要是依靠其對鈣通道的調(diào)節(jié),然而其抗AS的許多機(jī)制并不依賴于其對鈣通道的調(diào)節(jié)作用。受損傷的內(nèi)皮細(xì)胞高表達(dá)多種炎性因子,如細(xì)胞黏附分子、血管細(xì)胞間黏附分子和趨化因子等,而氨氯地平抑制這些因子的表達(dá)。單核細(xì)胞趨化蛋白1促使單核細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附、遷入內(nèi)皮下,攝取脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞是AS的早期病變。在抑制一氧化氮(nitric oxide,NO)致小鼠AS模型中,氨氯地平不僅抑制AS斑塊處單核細(xì)化蛋白1的表達(dá) ,而且下調(diào)小鼠外周血單核細(xì)胞上單核趨化蛋白1受體的表達(dá)和Rho活性。PREVENT試驗結(jié)果表明,與安慰劑相比,冠心病患者長期服用氨氯地平可使心絞痛和心功能衰竭發(fā)作減少,血管重建率降低[15]。氨氯地平抑制白介素-1誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶-1水平升高及其激發(fā)的內(nèi)皮細(xì)胞溶膠原活性的增強(qiáng),不僅影響酶的活性與表達(dá),還能調(diào)節(jié)此酶組織抑制劑的轉(zhuǎn)錄,呈劑量依賴性抑制小鼠腹腔巨噬細(xì)胞MMP-2和9mRNA的表達(dá),這可能對穩(wěn)定AS斑塊,減少其破裂具有重要作用[16,17]。目前有研究表明,氨氯地平可以抑制單核細(xì)胞Lox-1、MMP-9的表達(dá),從而起到穩(wěn)定斑塊的作用。
本研究探討了單核巨噬細(xì)胞經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)后,MMP-9 m RNA和蛋白的表達(dá)較未經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞顯著增加,而使用瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平進(jìn)行干預(yù),干預(yù)后 MMP-9m RNA和蛋白的表達(dá)較單獨使用瑞舒伐他汀顯著下降,并隨著瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平計量的增加,下降的愈加顯著。且這種抑制作用隨著瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平劑量的增加而愈顯著,并呈劑量-效應(yīng)關(guān)系。
本研究探討了瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平干預(yù)ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞 MMP-9mRNA及蛋白表達(dá)之間的關(guān)系,通過實驗證明瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平可降低經(jīng)ox-LDL誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞MMP-9m RNA及蛋白表達(dá),且較單獨使用瑞舒伐他汀抑制作用增強(qiáng)??紤]瑞舒伐他汀聯(lián)合氨氯地平可能通過ox-LDL途徑抑制單核巨噬細(xì)胞表達(dá) MMP-9,從而起到穩(wěn)定粥樣斑塊和抗炎的作用,從而改善冠心病患者預(yù)后。但未對其細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的具體機(jī)制做進(jìn)一步研究,需進(jìn)一步研究探討。
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