白藜蘆醇對(duì)馬凡氏綜合征動(dòng)脈瘤凋亡作用機(jī)制的影響

蔡玉華，李云鵬

馬凡氏綜合征(Marfan syndrome， MFS)是一種常染色體顯性遺傳疾病，主要由原纖維蛋白-1基因(fibrillin-1 gene，F(xiàn)BN1)的不同突變引起結(jié)締組織結(jié)構(gòu)和功能的改變，常累及主動(dòng)脈形成馬凡動(dòng)脈瘤而致死[1]。MFS動(dòng)脈瘤的病理機(jī)制與血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)的存活和死亡密切相關(guān)。研究表明可通過(guò)促進(jìn)VSMCs的凋亡反應(yīng)進(jìn)而改善動(dòng)脈瘤的過(guò)度增殖，最終減緩MFS動(dòng)脈瘤病程的發(fā)生發(fā)展[2-3]。在臨床治療中，目前仍未研發(fā)出有效治療MFS動(dòng)脈瘤形成的藥物，大多數(shù)MFS病人最終采用手術(shù)治療動(dòng)脈瘤，但是治療效果一般[4]。因此，探討MFS動(dòng)脈瘤的病理機(jī)制及藥物靶點(diǎn)治療研究具有重要的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 主要試劑 馬凡氏模型小鼠(FBN1C1039G/+)購(gòu)自美國(guó)賽業(yè)生物科技有限公司，DMEM培養(yǎng)基、胰蛋白酶購(gòu)自Hyclone公司，胎牛血清購(gòu)自德國(guó)PAN公司，增殖活性檢測(cè)MTT試劑盒、BCA蛋白定量檢測(cè)試劑盒購(gòu)自上海碧云天公司，兔抗鼠Bax、Bcl-2以及β-actin抗體購(gòu)自武漢三鷹生物技術(shù)有限公司。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng) 鈍性分離C57野生小鼠和馬凡模型小鼠的胸主動(dòng)脈，提取野生小鼠和馬凡小鼠的原代VSMCs，將各組VSMCs置于含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中，置于37 ℃細(xì)胞孵育箱中，2～3 d以后換液，待細(xì)胞生長(zhǎng)至培養(yǎng)皿的80%以上，采用胰蛋白酶消化傳代至新的培養(yǎng)皿中，將4～8代的VSMCs用于實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

1.3 細(xì)胞分組 各組細(xì)胞生長(zhǎng)至培養(yǎng)皿的80%以上，采用無(wú)血清饑餓各組細(xì)胞24 h后，根據(jù)是否采用白藜蘆醇處理，將本細(xì)胞實(shí)驗(yàn)分為4組：Control組，采用含有10%胎牛血清的DMEM處理野生小鼠的原代VSMCs；Control+Resveratrol組，采用含有10%的胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基+10 μm白藜蘆醇處理野生小鼠的原代VSMCs；MFS組，采用含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基處理FBN1C1039G/+小鼠的原代VSMCs；MFS+Resveratrol組，采用含有10%的胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基+10 μm白藜蘆醇處理FBN1 C1039G/+小鼠的原代VSMCs。將處理后的細(xì)胞培養(yǎng)24h后，收集各組細(xì)胞，以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)。

1.4 MTT檢測(cè)細(xì)胞增殖率 將4組細(xì)胞以密度為1×104個(gè)/孔接種于96孔中，待細(xì)胞生長(zhǎng)至80%以上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)處理各組細(xì)胞24 h后，每孔再加入MTT溶液10 μL，將各組細(xì)胞置于37 ℃的細(xì)胞培養(yǎng)箱孵育3 h后，取出各組細(xì)胞，棄培養(yǎng)液，加入DMSO液體孵育10 min，最后在酶標(biāo)儀檢測(cè)各孔吸光度，換算各組細(xì)胞增殖率。

1.5 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率 將4組細(xì)胞根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分別處理24 h，處理步驟同前。將處理后的細(xì)胞采用胰蛋白酶消化懸浮各組VSMC后，將各組細(xì)胞依次進(jìn)行以下步驟：加預(yù)冷的PBS液體洗滌、離心、加入RNA酶室溫孵育30 min，加入5 μL的PI溶液，移入至流式細(xì)胞檢測(cè)管內(nèi)，最后將各組細(xì)胞置于流式細(xì)胞儀下檢測(cè)，采用Flow Jo軟件分析各組細(xì)胞凋亡水平。

1.6 Western blot檢測(cè)凋亡相關(guān)蛋白Bax和Bcl-2的表達(dá) 將4組細(xì)胞根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分別處理24 h，處理步驟同前。將處理后的細(xì)胞加入蛋白裂解液后提取總蛋白，根據(jù)BCA試劑盒說(shuō)明書(shū)檢測(cè)各組細(xì)胞蛋白濃度后，再加入蛋白裂解液將各組細(xì)胞蛋白濃度調(diào)至相同。將各組蛋白依次進(jìn)行電泳分離、轉(zhuǎn)膜、5%牛奶封閉2 h，最后將各組蛋白條帶與Bax、Bcl-2和β-actin的一抗置于4 ℃冰箱孵育過(guò)夜。次日將各組條帶洗滌后，再加入相應(yīng)的二抗置于室溫下孵育2 h，最后于暗室加入ECL試劑盒顯影和記錄分析結(jié)果。

2 結(jié) 果

2.1 白藜蘆醇抑制馬凡動(dòng)脈瘤的增殖率情況 采用MTT試劑盒檢測(cè)各組VSMCs的增殖水平，結(jié)果表明MFS組的VMSCs增殖率明顯高于Control組(P<0.05)，提示MFS小鼠的體外血管平滑肌細(xì)胞過(guò)度增殖模型建立成功。而與Control組相比，Control+Resveratrol組的VSMCs增殖率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，提示白藜蘆醇對(duì)野生小鼠的VSMCs增殖水平無(wú)明顯改變。與MFS組相比，MFS+Resveratrol組的VSMCs增殖率明顯下降(P<0.05)，提示白藜蘆醇可明顯抑制MFS的VSMCs過(guò)度增殖反應(yīng)。同時(shí)白藜蘆醇對(duì)普通小鼠和MFS小鼠的VSMCs增殖率差異表現(xiàn)，也進(jìn)一步提示白藜蘆醇對(duì)MFS動(dòng)脈瘤的病理機(jī)制具有一定的調(diào)控功能。詳見(jiàn)圖1。

與Control組比較，*P<0.05；

2.2 白藜蘆醇促進(jìn)馬凡動(dòng)脈瘤的凋亡率情況 采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)各組VSMCs的凋亡情況，結(jié)果表明MFS組的VMSCs凋亡率明顯低于Control組(P<0.05)，提示MFS小鼠的VSMCs凋亡水平下降進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈瘤的形成。而與MFS組相比，MFS+Resveratrol組的VSMCs凋亡率明顯上升(P<0.05)，提示白藜蘆醇可促進(jìn)VSMCs的凋亡反應(yīng)進(jìn)而減緩動(dòng)脈瘤形成。詳見(jiàn)表1。通過(guò)檢測(cè)各組增殖與凋亡水平發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對(duì)MFS小鼠的VSMCs具有促凋亡和抗增殖的作用功能，具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

表1 各組VSMCs的凋亡率比較(±s)

2.3 白藜蘆醇調(diào)節(jié)凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表達(dá)情況 采用Western blot檢測(cè)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白Bax和Bcl-2的表達(dá)，結(jié)果表明，與Control組比較，MFS組的Bax的蛋白表達(dá)明顯下降(P<0.05)，Bcl-2的蛋白表達(dá)改變無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而B(niǎo)ax/Bcl-2也明顯下降(P<0.05)。與MFS組比較，MFS+Resveratrol組的Bax的蛋白表達(dá)上升(P<0.05)，Bcl-2蛋白表達(dá)改變無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而B(niǎo)ax/Bcl-2也明顯上升(P<0.05)。提示MFS小鼠的VSMCs的促凋亡蛋白Bax表達(dá)明顯下降進(jìn)而有助于MFS動(dòng)脈瘤的形成，而白藜蘆醇則可明顯上調(diào)MFS的VSMCs的促凋亡蛋白Bax的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)凋亡反應(yīng)，最終改善MFS動(dòng)脈瘤的形成。詳見(jiàn)圖2。

與Control組比較，*P<0.05；與MFS組比較，#P<0.05。

3 討 論

白藜蘆醇作為天然的多酚化合物具有多重生物學(xué)效應(yīng)，主要包括抗氧化、抗炎癥以及調(diào)節(jié)血脂代謝，可對(duì)機(jī)體內(nèi)多個(gè)系統(tǒng)疾病發(fā)揮重要的藥理學(xué)意義[5-7]。而在心血管系統(tǒng)疾病研究中，白藜蘆醇被證實(shí)可改善心肌缺血、動(dòng)脈粥樣硬化和抗心律失常等保護(hù)心血管功能的作用[8-10]。但關(guān)于白藜蘆醇對(duì)馬凡綜合征動(dòng)脈瘤作用機(jī)制的研究較少，有研究證實(shí)白藜蘆醇可明顯抑制VSMCs的增殖、炎癥及氧化應(yīng)激等病理過(guò)程進(jìn)而改善血管損傷的發(fā)生發(fā)展[11-12]。在血管損傷中，VSMCs的凋亡與增殖常為對(duì)立關(guān)系，凋亡增強(qiáng)可限制增殖過(guò)度，抑制增殖過(guò)度則可促進(jìn)凋亡的發(fā)生[13-14]。而MFS動(dòng)脈瘤的形成也與VSMCs增殖過(guò)度和凋亡下降明顯相關(guān)[2]。基于MFS動(dòng)脈瘤與VSMCs的存活與死亡密切相關(guān)，本研究通過(guò)體外培養(yǎng)原代VSMCs，采用白藜蘆醇處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可明顯抑制馬凡小鼠VSMCs的過(guò)度增殖進(jìn)而改善MFS動(dòng)脈瘤的形成。分析VSMCs增殖與凋亡的對(duì)立關(guān)系，進(jìn)一步驗(yàn)證白藜蘆醇對(duì)馬凡小鼠VSMCs的具體調(diào)控作用，檢測(cè)白藜蘆醇對(duì)VSMCs的凋亡反應(yīng)影響，結(jié)果表明白藜蘆醇可明顯促進(jìn)VSMCs的凋亡反應(yīng)進(jìn)而抑制VSMCs的增殖水平，最終改善MFS動(dòng)脈瘤的形成。

而VSMCs凋亡具體作用機(jī)制可受促凋亡基因Bax和抗凋亡基因Bcl-2調(diào)控。研究證實(shí)Bax/Bcl-2的增加可改變線粒體膜通透性和調(diào)節(jié)細(xì)胞色素C的釋放，進(jìn)而明顯促進(jìn)凋亡反應(yīng)[15]。因此，掌握Bax和Bcl-2之間的平衡則為調(diào)控VSMCs凋亡機(jī)制的關(guān)鍵。本研究已驗(yàn)證白藜蘆醇可通過(guò)上調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)MFS的VSMCs凋亡反應(yīng)，同時(shí)也抑制VSMCs的增殖反應(yīng)，最終改善MFS動(dòng)脈瘤病理過(guò)程。此外，TGF-β信號(hào)通路在MFS的主動(dòng)脈中明顯激活，而有效抑制TGF-β信號(hào)通路可明顯抑制MFS病人主動(dòng)脈擴(kuò)張[16]。已有研究驗(yàn)證白藜蘆醇可通過(guò)抑制TGF-β信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡反應(yīng)[17]。因此，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測(cè)白藜蘆醇可能通過(guò)抑制TGF-β信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控VSMCs的存亡，最終改善MFS動(dòng)脈瘤的形成。

綜上所述，白藜蘆醇可通過(guò)上調(diào)促凋亡基因Bax的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)VSMCs的凋亡反應(yīng)，同時(shí)抑制VSMCs的增殖水平，最終可改善馬凡小鼠動(dòng)脈瘤的病理發(fā)展過(guò)程。