重組人B型利鈉肽抑制氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)

孟利民 楊華 信栓力 劉吉祥 趙秀峰 劉麗軍 楊瑞波 常超

056002 邯鄲市第一醫(yī)院心內(nèi)一科

氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)和單核/巨噬細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵性因素，對(duì)泡沫細(xì)胞形成、炎癥反應(yīng)、巨噬細(xì)胞凋亡、易損斑塊的破裂、壞死核心和繼發(fā)血栓的形成起重要作用，成為動(dòng)脈粥樣硬化疾病治療作用靶點(diǎn)[1-3]。本課題組前期研究表明，重組人B型利鈉肽(recombinant human brain natriuretic peptide，rhBNP)可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的THP-1源巨噬細(xì)胞凋亡[4]，但具體機(jī)制不明；研究發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞介素37(interleukin-37，IL-37)作為抗炎細(xì)胞因子，參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展[5]。因此，本研究重點(diǎn)探討rhBNP對(duì)ox-LDL誘導(dǎo)的THP-1源巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激和IL-37水平的影響，旨在為臨床尋找及應(yīng)用抑制動(dòng)脈粥樣硬化的藥物提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

人單核細(xì)胞系THP-1源細(xì)胞購(gòu)自武漢大學(xué)；rhBNP(商品名：新活素，批號(hào)：20161228)購(gòu)自成都諾迪康生物制藥有限公司。主要試劑：RPMI-1640培養(yǎng)基(美國(guó)GIBCO公司)；鏈霉素/青霉素、胎牛血清(FBS)(美國(guó)GIBCO公司)；ox-LDL試劑(廣州亦源生物科技有限公司)；H2DCF-DA熒光探針(美國(guó)Sigma公司)；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、丙二醛(malonaldehyde，MDA)試劑(南京建成生物工程研究所)；IL-37的ELISA雙抗體試劑(上海西唐生物科技有限公司)。

1.2 研究方法

1.2.1 THP-1源巨噬細(xì)胞的培養(yǎng)及分組 本課題組前期研究結(jié)果[4]：人單核細(xì)胞系THP-1細(xì)胞用100 mmol/L的佛波酯孵育24～48 h，使其誘導(dǎo)分化為巨噬細(xì)胞；與50和75 μg/ml ox-LDL相比，100 μg/ml ox-LDL誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞24 h的凋亡率顯著升高，故選100 μg/ml作為ox-LDL處理THP-1源巨噬細(xì)胞的濃度；將不同濃度的rhBNP(10-7、10-8、10-9和10-10mol/L)和100 μg/ml ox-LDL分別干預(yù)THP-1源巨噬細(xì)胞24 h，結(jié)果顯示，10-9mol/L rhBNP的抑制凋亡作用最為顯著，故選10-9mol/L作為rhBNP干預(yù)ox-LDL誘導(dǎo)的THP-1源巨噬細(xì)胞的濃度。

實(shí)驗(yàn)分為3組：(1)對(duì)照組：不進(jìn)行任何干預(yù)，THP-1源巨噬細(xì)胞置1640培養(yǎng)基中于5%CO2、37℃、飽和濕度培養(yǎng)箱中孵育24 h；(2)100 μg/ml ox-LDL組：在實(shí)驗(yàn)細(xì)胞中加入100 μg/ml ox-LDL共同孵育24 h；(3)100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP組：10-9mol/L rhBNP和100 μg/ml ox-LDL共同孵育24 h。

1.2.2 共聚焦顯微鏡檢測(cè)活性氧(reactive oxygenspecies，ROS)的含量 2′，7′-Dichloroflu-orescein diacetate(H2DCF-DA)是一種專(zhuān)門(mén)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS的細(xì)胞滲透熒光染料。H2DCF的熒光強(qiáng)度與細(xì)胞產(chǎn)生的ROS含量成正比。給予THP-1源巨噬細(xì)胞分組干預(yù)后，PBS洗滌2遍，加入終濃度為10 μM的H2DCF-DA探針，37 ℃避光30 min，去除上清液，用PBS緩沖液漂洗2遍后重懸于1 ml PBS中，之后立即用共聚焦顯微鏡檢測(cè)細(xì)胞平均熒光密度(MFI)，激發(fā)光波長(zhǎng)為488 nm，發(fā)射光波長(zhǎng)為525 nm，MFI值可反映細(xì)胞內(nèi)ROS變化。采用Image-Pro Plus 6.0軟件進(jìn)行分析。

1.2.3 逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)法(RT-PCR)檢測(cè)SOD、MDA的基因表達(dá) 采用ABI 7300系統(tǒng)行基因分析。從細(xì)胞提取RNA用于cDNA逆轉(zhuǎn)錄，參照TaKaRa說(shuō)明書(shū)行RT-PCR。PCR引物設(shè)計(jì)用primer 3.0軟件，并經(jīng)GenBank校對(duì)，核實(shí)，引物序列見(jiàn)表1。反應(yīng)體系：SYBR 5 μL，F(xiàn)orward Primer 0.2 μL，Reverse Primer 0.2 μL，template 1 μL，dH2O 3.6 μL，SYBR Premix Ex Taq。反應(yīng)條件：(1)95℃ 30 s；(2)循環(huán)40次：95℃ 5 s， 60℃ 30 s；(3)Melt Curve 95℃ 0 s，65℃ 15 s，95℃ 0 s，每樣品3復(fù)孔，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。PCR結(jié)束后，以GAPDH為內(nèi)參照，計(jì)算2-ΔΔt。

表1 RT-PCR引物序列和反應(yīng)參數(shù)

1.2.4 比色方法檢測(cè)SOD活性及MDA含量 收集培養(yǎng)細(xì)胞的上清液，儲(chǔ)存在-70℃；采用黃嘌呤氧化酶法測(cè)定SOD活性，硫代巴比妥法測(cè)定MDA含量，嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。使用分光光度計(jì)檢測(cè)550 nm和532 nm的吸光度。

1.2.5 ELISA檢測(cè)細(xì)胞上清IL-37水平 取細(xì)胞培養(yǎng)液，3 000 r/min離心15 min，取上清液置-70℃冰箱保存、待測(cè)，待標(biāo)本全部收集完畢后1次測(cè)定。采用ELISA的雙抗體夾心法檢測(cè)細(xì)胞上清的IL-37水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 rhBNP抑制了ox-LDL誘導(dǎo)的ROS水平的增加

與對(duì)照組比較，100 μg/ml ox-LDL干預(yù)THP-1源巨噬細(xì)胞24 h明顯升高ROS水平(527.30%±36.20% 比100.00%±0.00%，P<0.05)；與100 μg/ml ox-LDL組相比，100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP明顯降低ROS水平(237.30%±30.62% 比527.30%±36.20%，P<0.05)，見(jiàn)圖1。

2.2 rhBNP抑制了ox-LDL誘導(dǎo)的SOD mRNA的表達(dá)和活性降低

與對(duì)照組比較，100 μg/ml ox-LDL干預(yù)THP-1源巨噬細(xì)胞24 h明顯降低SOD mRNA的表達(dá)和活性[0.53±0.18 比1.00±0.00，(256.60±8.20)U/ml比 (355.80±9.58)U/ml；均為P<0.05]；與100 μg/ml ox-LDL組相比，100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP明顯升高SOD mRNA的表達(dá)和活性[0.90±0.07 比0.53±0.18，(310.40±2.97)U/ml比 (256.60±8.20)U/ml；均為P<0.05]。

2.3 rhBNP抑制了ox-LDL誘導(dǎo)的MDA mRNA的表達(dá)和含量增加

與對(duì)照組比較，100 μg/ml ox-LDL干預(yù)THP-1源巨噬細(xì)胞24 h明顯升高M(jìn)DA mRNA的表達(dá)和含量[1.59±0.23 比 1.00±0.00，(29.40±1.68)nmol/ml 比(5.94±0.51)nmol/ml；均為P<0.05]；與100 μg/ml ox-LDL組比較，100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP明顯降低MDA mRNA的表達(dá)和含量[1.14±0.10 比 1.59±0.23，(20.54±1.55)nmol/ml比(29.40±1.68)nmol/ml；均為P<0.05]。

A：對(duì)照組；B：100 μg/ml ox-LDL組；C：100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP組；激光共聚焦顯微鏡下細(xì)胞內(nèi)的ROS呈紅色熒光圖1 rhBNP抑制了ox-LDL誘導(dǎo)的ROS水平的增加(共聚焦顯微鏡，×200，n=3)

2.4 rhBNP抑制了ox-LDL誘導(dǎo)的IL-37水平的降低

與對(duì)照組比較，100 μg/ml ox-LDL干預(yù)THP-1源巨噬細(xì)胞24 h明顯降低IL-37水平[(48.05±3.01)ng/L 比(57.82±2.26)ng/L，P<0.05]；與100 μg/ml ox-LDL組比較，100 μg/ml ox-LDL+10-9mol/L rhBNP明顯升高IL-37水平[(53.06±1.87)ng/L 比(48.05±3.01)ng/L，P<0.05]。

3 討論

氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)貫穿了動(dòng)脈粥樣硬化的始終。ox-LDL可引起內(nèi)皮損傷和功能障礙，是致動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵因素[6]，可通過(guò)參與巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞的形成、促進(jìn)細(xì)胞粘附、刺激巨噬細(xì)胞增生和分化、促進(jìn)血小板粘附、聚集血栓形成、損傷內(nèi)皮細(xì)胞的機(jī)制參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展[7-8]。病變晚期，單核/巨噬細(xì)胞亦可通過(guò)促進(jìn)炎癥、凋亡、脂質(zhì)沉積和斑塊破裂，形成易損斑塊的壞死核心，繼而誘發(fā)血栓形成導(dǎo)致血管堵塞，誘發(fā)急性冠脈綜合征的發(fā)生[9-10]。因此，ox-LDL及單核/巨噬細(xì)胞始終是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵步驟，是動(dòng)脈粥樣硬化疾病治療作用靶點(diǎn)。

rhBNP不僅可有效改善急性失代償性心力衰竭患者的癥狀和血流動(dòng)力學(xué)[11]，還具有抗炎作用[12]，然而，rhBNP對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的作用研究不多見(jiàn)。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，ox-LDL可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡，及rhBNP可能通過(guò)抑制線粒體膜電位的減少，從而抑制巨噬細(xì)胞凋亡，初步提示rhBNP具有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用，但其具體機(jī)制仍未明確[13]。

在動(dòng)脈粥樣硬化病變過(guò)程中，氧化應(yīng)激可激發(fā)產(chǎn)生大量ROS，通過(guò)各種機(jī)制啟動(dòng)血管周?chē)装Y，并減少相關(guān)的抗氧化酶水平，損傷組織和細(xì)胞，加速細(xì)胞凋亡和促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[14-15]。為了減輕ROS的不良作用，體內(nèi)產(chǎn)生了相關(guān)的抗氧化酶，比如SOD，為ROS清除酶家族成員之一，通過(guò)促進(jìn)超氧陰離子的消除來(lái)抵抗ROS對(duì)機(jī)體的損傷[16]。此外，MDA為脂質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，可作為氧化應(yīng)激對(duì)組織損傷的標(biāo)志[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，rhBNP 可減輕ox-LDL誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激狀態(tài)，ox-LDL可加重巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激，即增加細(xì)胞內(nèi)ROS的形成和MDA的含量，但rhBNP明顯減輕了ox-LDL誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，即減少了ROS的產(chǎn)生和MDA的含量，增加SOD的活性。另外，研究表明，與對(duì)照組相比，ox-LDL組SOD mRNA表達(dá)明顯降低，MDA mRNA表達(dá)增加，而經(jīng)過(guò)rhBNP共同處理，SOD mRNA表達(dá)增加，MDA mRNA表達(dá)減少。本文從基因水平上證實(shí)了，ox-LDL可通過(guò)降低SOD mRNA水平和增加MDA mRNA水平誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，且rhBNP可改善這些變化。同時(shí)結(jié)果表明，抗氧化酶SOD表達(dá)的增加伴隨著MDA水平的減少。本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了rhBNP具有抗氧化應(yīng)激作用，但具體信號(hào)通路仍需進(jìn)一步研究。

動(dòng)脈粥樣硬化是一種免疫介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)性疾病[18]。研究表明，單核/巨噬細(xì)胞聚集可釋放炎癥因子，進(jìn)而損傷內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞聚集，參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[19]。IL-37作為抗炎細(xì)胞因子，參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展[5]。ox-LDL是否影響巨噬細(xì)胞IL-37的分泌尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，而本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，ox-LDL組IL-37水平下降，提示ox-LDL抑制了巨噬細(xì)胞抗炎因子的生成；但經(jīng)rhBNP干預(yù)后，IL-37水平升高，提示rhBNP可能抑制ox-LDL誘導(dǎo)的IL-37減少，協(xié)調(diào)抗炎/促炎因子失衡，抑制炎性反應(yīng)。

綜上所述，ox-LDL可能通過(guò)增加ROS的產(chǎn)生、降低SOD的活性、增加MDA的含量、下調(diào)SOD mRNA的表達(dá)、上調(diào)MDA mRNA表達(dá)及降低IL-37水平，對(duì)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生影響，且rhBNP可逆轉(zhuǎn)這些作用。本研究?jī)H在細(xì)胞水平上探討rhBNP的作用，但具體通過(guò)何種途徑發(fā)揮作用，有待今后進(jìn)一步的研究和探索。

利益沖突：無(wú)