馬林沁,張京春**,劉 玥**,喬 羽,毛 婷,雷舒雁,鄭喬仙,孫欣麗
(1.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院心血管病中心 北京100091;2.中國中醫(yī)科學(xué)院心血管病研究所 北京100091;3.北京市門頭溝區(qū)中醫(yī)院心肺科 北京102300;4.北京中醫(yī)藥大學(xué)研究生院 北京100020)
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)是心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,可導(dǎo)致以動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)為基礎(chǔ)的各種心腦血管事件的發(fā)生[1,2]。OSAHS以長(zhǎng)期的睡眠中反復(fù)缺氧-復(fù)氧,即慢性間歇性低氧(chronic intermittent hypoxia,CIH)為典型病理表現(xiàn),CIH是OSAHS導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化性心腦血管并發(fā)癥的主要因素[3,4]。OSAHS可以導(dǎo)致以胰島素抵抗(insulin resistance,IR)為核心機(jī)制的高血壓、肥胖及糖脂代謝異常的代謝綜合征患病率明顯升高,而各種代謝異常又與AS的發(fā)生發(fā)展有明顯的相關(guān)性[5],研究表明OSAHS能夠放大糖脂異常對(duì)血管內(nèi)皮的損傷而促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展,增加糖尿病或高脂血癥患者發(fā)生AS的風(fēng)險(xiǎn)[6]。因此推斷在OSAHS相關(guān)的AS中,CIH及IR可能是關(guān)鍵的作用機(jī)制。糖脂代謝異常是AS的重要危險(xiǎn)因素之一,固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(Sterol regulatory element-binding proteins,SREBPs)包 括SREBP-1和SREBP-2兩種;SREBP-1c是SREBP-1的異構(gòu)體之一,在肝臟、脂肪組織、骨骼肌、腎上腺等部位廣泛表達(dá),主要參與調(diào)節(jié)膽固醇和脂肪酸的生物合成。脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,FAS)是其活化后調(diào)節(jié)的下游靶基因之一,主要介導(dǎo)脂肪酸的合成。SREBP-1c信號(hào)分子及其相關(guān)通路可能在CIH合并IR介導(dǎo)的AS過程中扮演了重要的角色[7]。
目前的中醫(yī)臨床及基礎(chǔ)研究提示我們,以益氣活血為治法,應(yīng)用具有益氣、活血功效的中藥,可能對(duì)OSAHS、IR、糖脂代謝異常、AS及相關(guān)心血管疾病產(chǎn)生綜合的、多靶點(diǎn)的干預(yù)效應(yīng)[8-12]。因此,我們選擇了人參皂苷Re(ginsenoside Re)、川芎嗪(tetramethylpyrazine or ligustrazine,TMP)分別作為益氣中藥人參和活血中藥川芎的代表有效成分。在課題組前期研究建立的間歇性低氧(intermittent hypoxia,IH)復(fù)合IR的細(xì)胞模型的基礎(chǔ)上,分別以不同濃度的上述中藥單體作用于IH+IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型,觀察其對(duì)IH刺激下的IR脂肪細(xì)胞的影響,并觀察SREBP-1c相關(guān)信號(hào)分子在其中的作用。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞
3 T3-L1原代小鼠胚胎成纖維細(xì)胞購自美國模式培養(yǎng)物保藏所(American type culture collection,ATCC)。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑
川芎嗪(TMP,Sigma 95162),人參皂苷Re(Ginsenoside Re,Sigma 77960),白樺脂醇(Betulin,Sigma B9757)。
H-DMEM細(xì)胞培養(yǎng)基(HyClone,SH30022),胎牛血清(FBS,Gibco 10099141),3-異丁基-1-甲基黃嘌呤(IBMX,Sigma I5879),胰島素(Sigma I5500),地塞米松(DEX,Sigma D1756),磷酸緩沖鹽溶液(PBS,HyClone SH30256),葡萄糖檢測(cè)試劑盒(Sigma,GAGO20),CCK-8試 劑 盒(YEASEN 40203ES60),TRIzol Reagent(Invitrogen15596-026),Prime Script RT Master Mix(TaKaRa RR036A),SYBR Premix Ex Qaq II(TaKaRa RR420A),NuPAGE MOPS SDS Running Buffer(20×)(Thermo NP0001),iBlot Transfer Stack,Regular(Thermo IB301001),β-actin抗體(中杉金橋TA-09),GAPDH抗體(中杉金橋TA-08),SREBP-1抗體(Abcam ab28481),F(xiàn)AS抗 體(Abcam ab22759),NUPAGE 4-12%梯度預(yù)制膠(Invitrogen NP0321BOX),SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate(Thermo 34905)。引物序列(上海生工):β-actin F 5′-CCATGTACGTAGCCATCCAG-3′;β-actin R 5′-GAGTCCATC ACAATGCCTGT-3′;SREBP-1c F 5′-TTGTGGAGCTCAAAGACCTG-3′;SREB P-1c R 5′-TGCAAGAAGCGGATGTAGTC-3′;FAS F 5′-AGTGCAAGTGCAAAC-CAGAC-3′;FAS R 5′-CATAGGCGATTTCTGGGACT-3′;IRS-1 F 5′-ATTAAAC-ACTGGGCCTCTGG-3′;IRS-1 R 5′-GCTGTGCCATACTCTCTCCA-3′;SOD mouse F 5′-AGGCTGTACCAGTGCAGGAC-3′;SOD R 5′-AGCAGTCACATTG CCCAGGT-3′;HIF-1αF 5′-TCAGCATACAGTGGCACTCA-3′;HIF-1αR 5′-GGTTAAGGCTCCTTGGATGA-3′。其他試劑還包括二抗、胰蛋白酶、DEPC水、異丙醇、TBST緩沖液(10×)、二甲基亞砜(DMSO)等。
1.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
低氧裝置Modular Incubator Chamber(MIC-101)(Billups-rothenberg),氧電極(Billups-rothenberg),超凈工作臺(tái)(Thermo),CO2恒溫細(xì)胞培養(yǎng)箱(Thermo),細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(Merck&Millipore),離心機(jī)(Thermo),光柵型多功能酶標(biāo)儀(Tecan),紫外分光光度計(jì)(Biophotometer),梯度PCR儀(Thermo),qPCR儀(ABI7500),iBlot Dry轉(zhuǎn)膜儀(Thermo),數(shù)碼凝膠成像系統(tǒng)(BINTA),智能型倒置熒光顯微鏡(Leica)等。
1.2.1 3T3-L1小鼠胚胎成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)分化
誘導(dǎo)3T3-L1成纖維細(xì)胞分化為成熟的3T3-L1脂肪細(xì)胞[13]。3T3-L1細(xì)胞生長(zhǎng)至接觸融合后2 d,換分化液I(由完全培養(yǎng)基加0.5 mmol·L-1IBMX、5μg·mL-1胰島素、1μmol·L-1DEX組成)培養(yǎng)48 h,再換成分化液II(由完全培養(yǎng)基加5μg·mL-1胰島素組成)繼續(xù)培養(yǎng)8-11 d,每2 d換液1次。油紅O染色法驗(yàn)證3T3-L1脂肪細(xì)胞的分化情況。
1.2.2 IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型的建立
首先建立IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型[14]。3T3-L1細(xì)胞分化為成熟的3T3-L1脂肪細(xì)胞后,用含DEX 1×10-6mol·L-1的完全培養(yǎng)基誘導(dǎo)處理96 h。葡萄糖氧化酶法(GOD-POD法)檢測(cè)培養(yǎng)基葡萄糖水平,qPCR檢測(cè)3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素受體底物-1(Insulin receptor substrate,IRS-1)mRNA表達(dá)水平,以判斷IR脂肪細(xì)胞模型的建立。
1.2.3 IH+IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型的建立
應(yīng)用課題組前期摸索的細(xì)胞IH刺激方案[15],按如下步驟進(jìn)行IH處理:①IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞換無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,37℃細(xì)胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)0.5 h。②低氧裝置MIC-101紫外照射消毒。③將細(xì)胞培養(yǎng)皿放入低氧裝置MIC-101中:缺氧階段以低氧氣洗脫裝置倉中的空氣,氣體出口以氧電極監(jiān)測(cè)氧濃度,當(dāng)氧濃度達(dá)到5%時(shí)停止進(jìn)氣,關(guān)閉進(jìn)氣口及出氣口,維持低氧狀態(tài)1 min;復(fù)氧階段將氧氣通入裝置倉中,當(dāng)氧電極監(jiān)測(cè)出氣口氧濃度達(dá)到21%后停止進(jìn)氣,關(guān)閉進(jìn)氣口及出氣口,維持空氣氧濃度5 min;如此循環(huán)往復(fù),處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞,缺氧操作及缺氧周期示意如圖1。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,IH循環(huán)32次時(shí),SREBP-1蛋白的表達(dá)水平明顯增高最明顯(P<0.05)(圖2),因此我們此次研究中給予IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞IH循環(huán)32次。
圖1 IH處理細(xì)胞示意圖
圖2 不同IH處理次數(shù)對(duì)SREBP-1蛋白表達(dá)水平的影響(n=6)
1.2.4 益氣活血中藥單體適宜干預(yù)濃度的分別篩選
(1)人參皂苷Re適宜干預(yù)濃度篩選
人參皂苷Re溶于DMSO配制成5μmol·mL-1的Re原液。分別用含人參皂苷Re 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100μmol·L-1、500μmol·L-1的培養(yǎng)基處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞24 h,采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞活性,以篩選細(xì)胞適宜的Re濃度用于下一步實(shí)驗(yàn)。
將IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞分為如下幾組進(jìn)行不同方式的處理:①常氧對(duì)照組(Con-Re):將培養(yǎng)基換為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)4 h。②模型組(IH-Re):將培養(yǎng)基換為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。③人參皂苷Re不同濃度組(Re0、Re1、Re10、Re100、Re500):根據(jù)細(xì)胞活性檢測(cè)結(jié)果,選擇對(duì)細(xì)胞活性無明顯影響的Re濃度,分別用含Re 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100μmol·L-1、500μmol·L-1的培養(yǎng)基預(yù)處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型24 h,然后將培養(yǎng)基換為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。
(2)TMP適宜干預(yù)濃度篩選
TMP溶于DMSO配制成10μmol·mL-1的TMP原液。分別用含TMP 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100μmol·L-1、1000μmol·L-1、10000μmol·L-1的培養(yǎng)基處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞24 h,采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞活性,以篩選細(xì)胞適宜的TMP濃度用于下一步實(shí)驗(yàn)。
將IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞分為如下幾組進(jìn)行不同方式的處理:1)常氧對(duì)照組(Con-TMP):同上。2)模型組(IH-TMP):同上。3)TMP不同濃度組(TMP0、TMP1、TMP10、TMP100、TMP1000):根據(jù)細(xì)胞活性檢測(cè)結(jié)果,選擇對(duì)細(xì)胞活性無明顯影響的TMP濃度,分別用含TMP 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100 μmol·L-1、1000μmol·L-1的培養(yǎng)基預(yù)處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型24 h,然后將培養(yǎng)基換為無FBS的HDMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。
圖3 分化成熟的3T3-L1脂肪細(xì)胞
表1 GOD-POD法測(cè)得的OD值比較(±s,n=12)
表1 GOD-POD法測(cè)得的OD值比較(±s,n=12)
注:72 h、96 h vs對(duì)照*P<0.05。
對(duì)照0.193±0.024*48 h 0.214±0.014 72 h 0.276±0.019*96 h 0.3262±0.026*
圖4 DEX不同處理時(shí)間對(duì)IRS-1的mRNA表達(dá)水平的影響(n=9)
1.2.5 益氣活血中藥單體聯(lián)合適宜干預(yù)濃度篩選
經(jīng)1.2.4所述步驟篩選出人參皂苷Re及TMP分別的可能有效濃度組成4種不同益氣活血中藥單體濃度組合:①Re1μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、②Re1μmol·L-1+TMP10μmol·L-1、③Re10μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、④Re10μmol·L-1+TMP 10μmol·L-1,重復(fù)上步實(shí)驗(yàn)篩選最適人參皂苷Re聯(lián)合TMP干預(yù)濃度。
分別配制成含有①Re1μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、②Re1μmol·L-1+TMP10μmol·L-1、③Re10μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、④Re10μmol·L-1+TMP 10 μmol·L-1,的4種培養(yǎng)基。將IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞分為如下幾組進(jìn)行不同方式的處理:1)常氧對(duì)照組(Con-Re+TMP):同上。2)模型組(IH-Re+TMP):同上。3)Re+TMP不同濃度組(Re1+TMP1、Re1+TMP10、Re10+TMP1、Re10+TMP10):分別用上述①②③④4種培養(yǎng)基預(yù)處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型24 h,然后將培養(yǎng)基換為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。
1.2.6 益氣活血中藥單體聯(lián)合干預(yù)效應(yīng)及機(jī)制研究
SREBPs抑制劑為Betulin,將Betulin溶于DMSO配制成6 mg·mL-1的Betulin原液;經(jīng)1.2.5篩選出適宜的人參皂苷Re聯(lián)合TMP干預(yù)濃度作為益氣活血中藥單體聯(lián)合干預(yù)濃度。
將IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞分為如下幾組進(jìn)行不同方式的處理:1)常氧對(duì)照組(Con):同上。2)模型組(IH):同上。3)抑制劑組(Betulin):Betulin以3μg·mL-1濃度加入到培養(yǎng)基預(yù)處理24 h,將培養(yǎng)基換為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。4)益氣活血中藥組(Re+TMP):以含Re1μmol·L-1、TMP10μmol·L-1的完全培養(yǎng)基預(yù)處理24 h,將培養(yǎng)基換為為無FBS的H-DMEM培養(yǎng)基,置于低氧裝置MIC-101內(nèi),IH循環(huán)32次。
1.2.7 指標(biāo)檢測(cè)
qPCR法檢測(cè)目的基因SREBP-1c、FAS及炎癥、氧化應(yīng)激等其他指標(biāo)包括IRS-1、白介素6(Interleukin,IL-6)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、低氧誘導(dǎo)因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的mRNA表達(dá)水平。Western-blotting法檢測(cè)目的蛋白SREBP-1、FAS的表達(dá)水平。
3 T3-L1成纖維細(xì)胞分化至第8-11 d,細(xì)胞分化率可達(dá)到80%以上,認(rèn)為分化成熟,用于下一步實(shí)驗(yàn)(圖3)。GOD-POD法檢測(cè)DEX處理96 h后培養(yǎng)基葡萄糖水平高于未用DEX處理組(P<0.05)(表1),qPCR檢測(cè)DEX處理96 h后3T3-L1脂 肪細(xì)胞IRS-1 mRNA表達(dá)水平較對(duì)照減低(P<0.05)(圖4),認(rèn)為IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型成立。
在IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞模型基礎(chǔ)上加以藥物干預(yù)及IH處理,篩選適宜的藥物干預(yù)濃度。
2.2.1 人參皂苷Re及TMP的可能合適干預(yù)濃度
CCK-8法測(cè)得的OD值比較如表2所示:不同濃度人參皂苷Re細(xì)胞活性差異不大(P>0.05);而TMP濃度達(dá)到10000μmol·L-1細(xì)胞活性下降,與其他各濃度比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表2 不同濃度中藥單體對(duì)細(xì)胞活性的影響(-x±s,n=12)
2.2.2 人參皂苷Re對(duì)SREBP-1c mRNA表達(dá)水平的影響
qPCR法檢測(cè)及比較Con-Re、IH-Re、Re0、Re1、Re10、Re100、Re500各 組IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞SREBP-1c mRNA表達(dá)水平。結(jié)果如圖5所示:IH-Re組SREBP-1c mRNA表達(dá)水平較Con-Re組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),Re不同濃度對(duì)SREBP-1c表達(dá)水平影響不同,其中Re1組、Re10組降低SREBP-1c表達(dá),與IH-Re組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
圖5 不同濃度Re對(duì)SREBP-1c mRNA表達(dá)水平的影響(n=9)
2.2.3 TMP對(duì)SREBP-1c mRNA表達(dá)水平的影響
qPCR法檢測(cè)及比較Con-TMP、IH-TMP、TMP0、TMP1、TMP10、TMP100、TMP1000各組IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞SREBP-1c mRNA表達(dá)水平。結(jié)果如圖6所示:IH-TMP組SREBP-1c較Con-TMP組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),TMP不同濃度均能一定程度下調(diào)SREBP-1c表達(dá)水平,其中TMP1組、TMP10組與IH-TMP組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
圖6 不同濃度TMP對(duì)SREBP-1c mRNA表達(dá)水平的影響(n=9)
根據(jù)以上篩選結(jié)果,分別以不同濃度的Re+TMP(①Re1μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、②Re1μmol·L-1+TMP10μmol·L-1、③Re10μmol·L-1+TMP1μmol·L-1、④Re10μmol·L-1+TMP 10μmol·L-1,)預(yù)處理IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞24 h后進(jìn)行IH處理,qPCR法檢測(cè)SREBP-1c及其下游的FAS mRNA表達(dá)水平,并與常氧處理的Con-Re+TMP組及IH處理的IH-Re+TMP組比較,觀察其對(duì)SREBP-1c及下游FAS分子的不同干預(yù)效應(yīng)以篩選最合適的聯(lián)合作用濃度。結(jié)果如圖7所示:IH-Re+TMP組SREBP-1c、FAS mRNA表達(dá)水平較Con-Re+TMP組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Re+TMP不同濃度均能一定程度下調(diào)SREBP-1c、FAS mRNA表達(dá)水平,其中Re1+TMP10組、Re10+TMP1組SREBP-1c mRNA表達(dá)水平 與IH-Re+TMP組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),Re1+TMP10組FAS mRNA表達(dá)水平與IH-Re+TMP組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
根據(jù)上步干預(yù)濃度篩選結(jié)果,選擇濃度為Re1 μmol·L-1+TMP10μmol·L-1的Re+TMP作為觀察濃度。分別比較Con組、IH組、Betulin組、Re+TMP組SREBP-1分子及其下游分子之一的FAS的蛋白表達(dá)水平,IRS-1 mRNA表達(dá)水平,及IL-6、SOD、HIF-1α等炎癥、氧化應(yīng)激信號(hào)分子mRNA表達(dá)水平。
圖7 不同濃度Re+TMP對(duì)SREBP-1c、FAS mRNA表達(dá)水平的影響(n=9)
Western-blotting法檢測(cè)SREBP-1、FAS蛋白表達(dá)水平,結(jié)果如圖8所示:IH組SREBP-1、FAS蛋白表達(dá)水平較Con組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Betulin、Re+TMP能一定程度下調(diào)IH刺激下升高的SREBP-1、FAS蛋白表達(dá)水平,其中SREBP-1表達(dá)與IH組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
圖8 Re+TMP對(duì)SREBP-1、FAS蛋白表達(dá)水平的影響(n=6)
IRS-1、IL-6、SOD、HIF-1αmRNA表達(dá)水平比較結(jié)果如圖9所示:IH組IRS-1 mRNA表達(dá)水平較Con組降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Re+TMP組較IH組IRS-1 mRNA表達(dá)水平升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。IH組IL-6 mRNA表達(dá)水平較Con組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Betulin組、Re+TMP組較IH組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。IH組SOD mRNA表達(dá)水平較Con組降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Re+TMP組較IH組SOD mRNA表達(dá)水平明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。IH組HIF-1αmRNA表達(dá)水平較Con組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Re+TMP組較IH組HIF-1αmRNA表達(dá)水平降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
IR既是CIH引起的重要病理效應(yīng)之一,又是AS的重要致病因素,在CIH介導(dǎo)的AS過程中可能占有重要地位,是目前研究新的熱點(diǎn)之一[7]。中醫(yī)對(duì)IH的研究尚處于起步階段,基礎(chǔ)研究較少見;但由于IH屬于特殊類型的缺氧,而具有抗缺氧效用的中藥數(shù)目頗多,因此可以借其抗缺氧效應(yīng)試用于IH的研究。目前中醫(yī)中藥研究中常見的中藥、中藥提取物或有效成分等包括丹參、川芎、銀杏葉提取物、黃芪、人參、紅景天等[16-21],可看出益氣藥、活血藥在抗缺氧中藥中占有重要地位。本研究選擇了人參皂苷Re及TMP分別作為益氣中藥人參和活血中藥川芎的代表中藥單體,探討其對(duì)IH復(fù)合IR的干預(yù)效應(yīng)及機(jī)制。
圖9 Re+TMP對(duì)IRS-1、IL-6、SOD、HIF-1αmRNA表達(dá)水平的影響(n=9)
本研究首先分別對(duì)人參皂苷Re和TMP對(duì)細(xì)胞活性和SREBP-1c信號(hào)分子的抑制作用進(jìn)行濃度篩選,參考相關(guān)細(xì)胞研究文獻(xiàn)[22-25]所提供的濃度并根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中兩種單體的溶解度等因素,分別選擇了人參皂苷Re 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100 μmol·L-1、500μmol·L-1及TMP 0μmol·L-1、1μmol·L-1、10μmol·L-1、100μmol·L-1、1000μmol·L-1、10000 μmol·L-1作為篩選濃度;并對(duì)其中效果較好的濃度進(jìn)行組合,最后選擇了對(duì)SREBP-1c、FAS mRNA表達(dá)抑制作用最強(qiáng)的人參皂苷Re 1μmol·L-1和TMP 10 μmol·L-1作為最優(yōu)干預(yù)藥物濃度,發(fā)現(xiàn)了人參皂苷Re和TMP配伍在體外具有一定的抑制IH條件下SREBP-1、FAS蛋白表達(dá)水平的上調(diào)、提高IRS-1及SOD mRNA表達(dá)水平、降低HIF-1αmRNA表達(dá)水平的效應(yīng),即觀察到一定的改善IR、氧化應(yīng)激的效應(yīng)。
人參皂苷Re在改善IR、調(diào)節(jié)糖脂代謝方面的有效性已得到許多臨床研究及基礎(chǔ)研究的證實(shí)[26,27],且具有改善氧化應(yīng)激、抗氧化、抑制炎癥反應(yīng)、抑制細(xì)胞凋亡等效應(yīng)[28,29],近幾年也有研究報(bào)道了人參皂苷Re或含Re的人參提取物在人肝腫瘤細(xì)胞(HepG2細(xì)胞)、3T3-L1脂肪細(xì)胞抑制SREBP-1c及其下游FAS等的效應(yīng)[30,31]。TMP是作為已長(zhǎng)期應(yīng)用于臨床的藥物,在改善氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥、抗血小板聚集等方面有著較好的作用,因此得到中西醫(yī)結(jié)合防治心血管疾病領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可[32,33]。然而目前的研究都鮮有報(bào)道它們對(duì)IH引起的損傷效應(yīng)是否有改善作用,本研究在之前研究者的基礎(chǔ)上對(duì)此進(jìn)行探討,并首次觀察了這兩種中藥單體對(duì)IH引起的SREBP-1c及其下游FAS的表達(dá)升高的抑制作用。
SREBP-1c、IRS-1、HIF-1α之間相互影響,三者均可參與IH與IR的發(fā)生發(fā)展[34],在既往研究發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,本研究從細(xì)胞實(shí)驗(yàn)角度觀察了IH及Re+TMP對(duì)三者的作用,能在一定程度上解釋益氣活血中藥的單體成分改善IH及IR損傷效應(yīng)的部分機(jī)制,但對(duì)三者間相互影響的分子機(jī)制仍尚乏探討,有待于進(jìn)一步擴(kuò)展研究。課題組前期的研究在臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞觀察到了IH有引起IL-6升高的效應(yīng)[15],此次在IR-3T3-L1脂肪細(xì)胞同樣觀察到了這樣的作用,但沒有觀察到Re+TMP有明顯的下調(diào)IL-6 mRNA表達(dá)水平的作用,既往研究中也罕見人參皂苷Re或TMP在離體細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中下調(diào)IL-6的報(bào)道[35],后續(xù)研究還可以從在體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)角度或其他炎癥因子角度進(jìn)行進(jìn)一步探索。目前研究已有分別報(bào)道人參皂苷Re或TMP對(duì)SOD的調(diào)節(jié)作用[36-37],本研究觀察到了二者聯(lián)合作用上調(diào)SOD mRNA表達(dá)水平的效應(yīng),為Re+TMP改善氧化應(yīng)激作用提供了依據(jù)。
綜上,本研究在建立IH復(fù)合IR的3T3-L1脂肪細(xì)胞模型的基礎(chǔ)上,探討了SREBP-1c信號(hào)分子及其下游的FAS在IH對(duì)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)等損傷效應(yīng)中的作用,可能為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)OSAHS相關(guān)心血管疾病的較新的藥物干預(yù)靶點(diǎn)提供基礎(chǔ)研究依據(jù)。研究以益氣活血常用中藥配伍(人參、川芎)的代表成分人參皂苷Re、TMP為干預(yù)藥物,在細(xì)胞水平驗(yàn)證了其效應(yīng)、探討了其機(jī)制。雖然研究尚處于初步階段,還有許多不足,但所得的研究結(jié)果具有一定的啟示意義,值得進(jìn)一步深化研究,期待為IH相關(guān)AS的中藥干預(yù)提供更有價(jià)值的依據(jù)。
世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化2019年11期