崔清卓,劉博宇,李穎云,鄭玉光 ,安勝軍,劉 玉,李愛英,趙京山,
(1.河北中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,河北省中藥炮制技術(shù)創(chuàng)新中心,2.河北中醫(yī)學(xué)院科技處,3.河北省心腦血管病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,石家莊 050200)
動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病、高血壓、PTCA術(shù)后血管再狹窄等心血管疾病是威脅人類健康的頭號(hào)殺手,致死率高,現(xiàn)已呈年輕化趨勢(shì)[1],發(fā)病機(jī)制有待進(jìn)一步研究。心血管疾病有相似的病理基礎(chǔ)—血管重構(gòu),又稱為血管重構(gòu)性疾病,常表現(xiàn)為血管壁細(xì)胞異?;罨?、增殖及遷移。通常動(dòng)脈粥樣斑塊出現(xiàn)在血管內(nèi)膜,造成血管內(nèi)膜狹窄,引發(fā)一系列病變,故一般認(rèn)為血管病變“從內(nèi)膜開始”,隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)血管外膜也在血管病變中發(fā)揮著重要作用,有觀點(diǎn)認(rèn)為血管病變“由外而內(nèi)”發(fā)生[2]。血管外膜成分復(fù)雜,包括成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、祖細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等,血管外膜成纖維細(xì)胞(vascular adventitial fibroblasts,VAFs)是血管外膜中最主要的細(xì)胞成分,對(duì)血管損傷最早做出反應(yīng),表現(xiàn)為異?;罨?,通過分泌多種細(xì)胞因子,如成纖維特異性因子1、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶1等參與血管重構(gòu),促進(jìn)內(nèi)膜增生,甚至遷移至血管內(nèi)膜,直接參與血管重構(gòu)[3-4]。抑制VAFs遷移有望成為治療血管重構(gòu)性疾病的新靶點(diǎn)。近年研究發(fā)現(xiàn)自噬與心血管疾病密切相關(guān),研究顯示自噬激活抑制內(nèi)皮細(xì)胞或平滑肌細(xì)胞增殖、遷移進(jìn)而改善動(dòng)脈粥樣硬化[5],然而自噬激活對(duì)血管外膜成纖維細(xì)胞遷移的作用未見報(bào)道。
心血管疾病如冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病,在中醫(yī)中屬于胸痹的范疇,是心脈痹阻所致,臨床常用活血化瘀藥治療。而紅花是常用的活血化瘀藥之一。羥基紅花黃色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)是藥典規(guī)定鑒定紅花的標(biāo)志物,是其活血化瘀的主要有效成分,在臨床治療心血管疾病中發(fā)揮著重要作用[6-7],研究顯示HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的大鼠VAFs增殖和膠原合成有抑制作用[8]。本實(shí)驗(yàn)主要探討HSYA是否通過調(diào)控自噬抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移作用,為臨床新藥研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 6周齡雄性SD大鼠,清潔級(jí),體質(zhì)量160 g左右,購買于河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,動(dòng)物生產(chǎn)編號(hào):IP07187。
1.1.2藥品與試劑 羥基紅花黃色素A(S26799,上海源葉生物科技有限公司);angiotensin Ⅱ(A9290-10,北京索萊寶公司);DMEM/F12培養(yǎng)基(01447,美國Gibco公司);胎牛血清(20050405,杭州四季青生物科技有限公司);CCK-8溶液(SB-CCK8S,上海圣爾生物有限公司);MDC染色試劑盒(南京凱基生物科技有限公司);GAPDH兔抗大鼠抗體(ab8245,英國Abcam公司);α-SMA兔抗大鼠抗體(CY5295,Abway抗體公司);Vimentin兔抗大鼠抗體(CY5134,Abways抗體公司);LC3(00084321,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司);Beclin1兔抗大鼠抗體(00073614,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司);p62兔抗大鼠抗體(00069958,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司);IgG(H+L)HRP羊抗兔抗體(ab0101,Abway抗體公司)。
1.1.3實(shí)驗(yàn)儀器 超凈工作臺(tái)(SW-CJ-2FD,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);細(xì)胞培養(yǎng)箱(311,賽默飛世爾科技有限公司)、酶標(biāo)儀(VICTOR Nivo,德國Perkln Elmer公司);倒置顯微鏡、熒光顯微鏡(ECLIPSE Ts2,日本Nikon公司);高速離心機(jī)購于Eppendorf(Germany)公司;電泳、電轉(zhuǎn)膜儀(1645050,美國Bio-Lad公司);多功能成像系統(tǒng)(Fusion FX5 Spectra,法國Vilber公司);
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1貼塊法培養(yǎng) VAFs 25%烏拉坦麻醉SD大鼠(腹腔注射給藥:10 μL·g-1),使用高壓滅菌的手術(shù)器械在無菌條件下剪去皮毛,逐層開腹,剪取胸主動(dòng)脈,PBS清洗干凈后,浸泡于培養(yǎng)基中,顯微器械剪去周圍脂肪組織及結(jié)締組織剝凈血管,縱向剖開,洗去血管內(nèi)殘留血跡,彎鑷輕輕刮去內(nèi)膜及中膜,將血管外膜剪成約1 mm2的小塊貼于無菌培養(yǎng)皿中,待組織塊貼牢且不能干透時(shí),加入15%胎牛血清培養(yǎng)基(85% DMEM/F12培養(yǎng)基+15%胎牛血清+1%青霉素鏈霉素混合物),置于37 ℃,5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),2-3 d即可爬出細(xì)胞,待細(xì)胞融合度達(dá)90%以上,去除組織塊,采用胰酶消化法進(jìn)行傳代,選用第3代第6代細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。
1.2.2免疫熒光鑒定VAFs 將細(xì)胞以5×104個(gè)/孔鋪于提前放置有蓋玻片的24孔板中,待細(xì)胞貼壁后,棄去上清,用PBS清洗兩遍;加入0.25%Triton X 100,孵育5 min進(jìn)行細(xì)胞打孔;PBS搖洗3遍,每次5 min;山羊血清封閉液37 ℃孵育30 min;兔抗鼠Vimentin、α-SMA抗體(1 ∶200)分別37 ℃孵育1 h;PBS搖洗3遍,每次5 min;驢抗兔CY3熒光抗體37 ℃避光孵育30 min;PBS搖洗3遍,每次5 min;用含DAPI的抗淬滅封片劑封片;于倒置熒光顯微鏡下觀察,并拍照。
1.2.3CCK-8法建立Ang Ⅱ 量效和時(shí)效曲線 將細(xì)胞以3 000個(gè)/孔鋪于96孔板,待細(xì)胞貼壁,長勢(shì)穩(wěn)定后,饑餓培養(yǎng)12 h,設(shè)置不同濃度梯度的Ang Ⅱ(0、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9mol·L-1),每個(gè)濃度設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,另外設(shè)置空白對(duì)照組(即不加細(xì)胞的溶劑對(duì)照組),各組加入100 μL含對(duì)應(yīng)濃度Ang Ⅱ的培養(yǎng)基,細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育24 h,依據(jù)CCK-8試劑盒說明書,每孔加入10 μL CCK-8試劑,37 ℃孵育1 h后,酶標(biāo)儀中測(cè)490 nm處吸光度值,并計(jì)算細(xì)胞活力(cell viability)。
細(xì)胞活力=(A給藥組-A空白組)/(A正常組-A空白組)
將細(xì)胞以3 000個(gè)/孔鋪于96孔板,待細(xì)胞貼壁,長勢(shì)穩(wěn)定后,饑餓培養(yǎng)12 h,采用含有量效曲線所確定最佳Ang Ⅱ濃度的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,設(shè)置不同時(shí)間梯度,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,另外設(shè)置空白對(duì)照組,分別于0、12、24、48 h后,每孔加入10 μL CCK-8,繼續(xù)培養(yǎng)1 h后,于490 nm處檢測(cè)吸光度值,計(jì)算細(xì)胞活力。
1.2.4CCK-8法建立HSYA量效和時(shí)效曲線 將細(xì)胞以3 000個(gè)/孔鋪于96孔板,待細(xì)胞貼壁,長勢(shì)穩(wěn)定后,饑餓培養(yǎng)12 h,設(shè)置不同濃度梯度的HSYA(0、5、10、20、40、80、160、320 μmol·L-1),每個(gè)濃度設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,另外設(shè)置空白對(duì)照組(即不加細(xì)胞的溶劑對(duì)照組),各組加入100 μL含不同濃度HSYA的含藥培養(yǎng)基,于細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育24 h,每孔加入10 μL CCK-8試劑,37 ℃孵育1 h后,酶標(biāo)儀中測(cè)490 nm處吸光度值,計(jì)算細(xì)胞活力。
將細(xì)胞以3 000個(gè)/孔鋪于96孔板,待細(xì)胞貼壁后,饑餓培養(yǎng)12 h,設(shè)置不同時(shí)間梯度(0、12、24、48 h),每個(gè)梯度設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,另外設(shè)置空白對(duì)照組,各組加入含有量效曲線所確定最佳HSYA濃度的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,分別于0、12、24、48 h后,每孔加入10 μL CCK-8試劑,37 ℃繼續(xù)培養(yǎng)1 h后,于490 nm處測(cè)吸光度值,計(jì)算細(xì)胞活力。
1.2.5細(xì)胞分組 細(xì)胞分為NC組,Ang Ⅱ組,Ang Ⅱ+HSYA組,Ang Ⅱ+ HSYA+Baf組,Ang Ⅱ+Baf組。各組細(xì)胞處理如下:除NC組給予正常培養(yǎng)基,余組均以含Ang Ⅱ 10-7mol·L-1培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h,各給藥組建立Ang Ⅱ誘導(dǎo)模型后,Ang Ⅱ組恢復(fù)正常培養(yǎng)基,3個(gè)藥物治療組分別給予含40 μmol·L-1HSYA,40 μmol·L-1HSYA+100 nmol·L-1Baf,100 nmol·L-1Baf的培養(yǎng)基,繼續(xù)干預(yù)24 h。
1.2.6細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移的作用 將細(xì)胞以2×105個(gè)/孔鋪于6孔板中,待細(xì)胞融合度達(dá)100%,饑餓培養(yǎng)12 h后,用黃槍槍頭在6孔板中劃痕,并拍照記錄,記0 h,細(xì)胞處理如“1.2.5”,處理結(jié)束后,拍照記錄,記24 h,隨機(jī)取3個(gè)劃痕視野計(jì)數(shù)單位面積內(nèi)遷移的細(xì)胞個(gè)數(shù),拍照后收集各組細(xì)胞提蛋白用作Western blot實(shí)驗(yàn)。
1.2.7MDC法檢測(cè)自噬小體 將細(xì)胞以5×104個(gè)/孔鋪于提前放置有蓋玻片的24孔板,細(xì)胞處理如“1.2.5”,參照MDC試劑盒說明書進(jìn)行,4%多聚甲醛室溫固定25 min;1×Washing buffer清洗3遍;MDC染色工作液室溫染色45 min;1×Washing buffer 清洗3遍;將Collection buffer滴于蓋玻片上,于熒光顯微鏡下觀察,并計(jì)數(shù)單位面積自噬斑點(diǎn)數(shù)量。
1.2.8Western blot實(shí)驗(yàn) 收集各組細(xì)胞,加入一定量蛋白裂解液(蛋白裂解液為RAPI ∶蛋白酶抑制劑=100 ∶1),冰上裂解30 min;離心:4 ℃,12 000 r·min-1,15 min;取上清,利用Lowrry法測(cè)定蛋白含量;按比例加入一定量4× Loading buffer,98 ℃,煮沸5 min;配制12% SDS-Page膠,每組蛋白上樣約20 μg進(jìn)行電泳,電泳條件設(shè)置為80 V,35 min,120 V,50 min;濕轉(zhuǎn)法將蛋白電轉(zhuǎn)至PVDF膜上,設(shè)置為300 mA,1 h 10 min;5%脫脂奶粉,常溫孵育2 h;兔抗鼠一抗4 ℃孵育過夜;TBST洗膜,10 min/次,洗3次;山羊抗兔二抗常溫孵育50 min;TBST洗膜,10 min/次,洗3次;條帶浸泡于ECL發(fā)光液(A液 ∶B液=1 ∶1),進(jìn)行化學(xué)發(fā)光,用Vision Capt進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2.1 細(xì)胞培養(yǎng)與鑒定本實(shí)驗(yàn)成功從大鼠胸主動(dòng)脈血管外膜中培養(yǎng)出VAFs,VAFs成梭形(Fig 1),并通過免疫細(xì)胞熒光實(shí)驗(yàn)檢測(cè)VAFs的標(biāo)志蛋白Vimentin表達(dá)陽性,平滑肌細(xì)胞標(biāo)志蛋白α-SMA表達(dá)陰性(Fig 2)。
Fig 1 Pictures of cell cultures (×40)A:P0 generation;B:P1 generation;C:P2 generation;D:P3 generation
Fig 2 Expression of vimentin and α-SMA proteins in VAFs (×100)(n=3)Vimentin or α-SMA:Red;The nucleus:Blue
2.2 Ang Ⅱ的時(shí)效量效曲線采用CCK-8法檢測(cè)不同濃度、不同時(shí)間Ang Ⅱ?qū)AFs增殖活力的影響,F(xiàn)ig 3A結(jié)果顯示,隨著劑量的增加,Ang Ⅱ?qū)AFs的增殖活力,先呈劑量依賴性增大,后呈劑量依賴性減小,在10-7mol·L-1濃度時(shí),Ang Ⅱ?qū)AFs的增殖作用最明顯(P<0.01),后續(xù)實(shí)驗(yàn)Ang Ⅱ 的濃度采用10-7mol·L-1。10-7mol·L-1的Ang Ⅱ?qū)Σ煌瑫r(shí)間的VAFs增殖作用的結(jié)果顯示(Fig 3B),隨著時(shí)間的延長,Ang Ⅱ?qū)AFs的增殖活力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),其中12 h、24 h對(duì)VAFs細(xì)胞活力增強(qiáng)最明顯(P<0.01)。
Fig 3 Effect of Ang Ⅱ on VAFs cell n=6)A:Effects of different concentrations of Ang Ⅱ on VAFs cell viability;B:Effects of different time of Ang Ⅱ on VAFs cell viability.*P<0.05,**P<0.01 vs 0 group.
2.3 HSYA的時(shí)效量效曲線采用CCK-8法檢測(cè)不同濃度HSYA對(duì)VAFs增殖活力的作用,結(jié)果顯示(Fig 4A),隨著劑量的增加,VAFs增殖活力呈劑量依賴性降低,且濃度>20 μmol·L-1時(shí),HSYA對(duì)VAFs增殖抑制,差異具有顯著性(P<0.05),當(dāng)濃度大于80 μmol·L-1時(shí),HSYA對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒副作用(Fig 4C),本實(shí)驗(yàn)采用對(duì)VAFs增殖活力抑制最明顯,且對(duì)細(xì)胞無細(xì)胞毒性的濃度,即40μmol·L-1進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。采用CCK-8法檢測(cè)不同時(shí)間HSYA(40 μmol·L-1)對(duì)VAFs增殖活力的影響,F(xiàn)ig 4B結(jié)果顯示,隨著時(shí)間的延長,40 μmol·L-1的HSYA對(duì)VAFs的增殖活力呈時(shí)間依賴性降低,在作用48 h時(shí)出現(xiàn)細(xì)胞毒(Fig 4D),選擇對(duì)細(xì)胞增殖活力抑制作用明顯(P<0.05)且沒有毒性作用的24 h進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
Fig 4 Effect of HSYA on VAFs cell n=6)A:Effects of different concentrations of HSYA on VAFs cell viability;B:Effects of different time of HSYA on VAFs cell viability;C and D.Images of different concentrations and time of HSYA on VAFs (×40);*P<0.05,**P<0.01 vs 0 group.
2.4 HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移的作用為初步探究HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移的作用,細(xì)胞分為3組:NC組、Ang Ⅱ組、Ang Ⅱ+HSYA組。采用細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移的作用,F(xiàn)ig 5結(jié)果顯示,與NC組相比,Ang Ⅱ明顯促進(jìn)VAFs的遷移(P<0.01),HSYA干預(yù)24 h后,能有效抑制VAFs的遷移(P<0.01)。
Fig 5 Effect of HSYA on migration of A:HSYA inhibited Ang Ⅱ-induced VAFs migration(×40);B:**P<0.01 vs NC group,##P<0.01 vs Ang Ⅱ group.
2.5 HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs的自噬小體形成的影響采用MDC法檢測(cè)HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs自噬小體形成的作用,F(xiàn)ig 6結(jié)果顯示,與NC組相比,Ang Ⅱ 刺激24 h后,VAFs中自噬小體增加(P>0.05);與Ang Ⅱ組相比,HSYA刺激24 h后,明顯增加VAFs中自噬小體的數(shù)量(P<0.01)。
2.6 自噬抑制劑Baf對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移的作用采用劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自噬抑制劑Baf對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移,F(xiàn)ig 7結(jié)果顯示,與NC組相比,Ang Ⅱ 組細(xì)胞遷移數(shù)量明顯增加(P<0.01),HSYA干預(yù)24 h后,VAFs細(xì)胞遷移數(shù)量明顯減少(P<0.01)。與HSYA組相比,Baf組VAFs遷移數(shù)量明顯增加(P<0.05),與Baf組相比,Baf與HSYA共處理組VAFs細(xì)胞遷移數(shù)量明顯減少(P<0.05)。
2.7 自噬抑制劑Baf對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)VAFs自噬小體形成的影響采用MDC實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自噬抑制劑Baf對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs自噬小體數(shù)量的影響,F(xiàn)ig 8結(jié)果顯示,與NC組相比,Ang Ⅱ組自噬斑點(diǎn)數(shù)量明顯增加(P<0.05);與Ang Ⅱ相比,HSYA明顯增加了自噬熒光斑點(diǎn)的數(shù)量(P<0.05),HSYA與Baf共處理組呈相同趨勢(shì),與HSYA和Baf共處理組相比,Baf處理自噬小體數(shù)量明顯降低(P<0.05)。
2.8 HSYA對(duì)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs中自噬相關(guān)蛋白表達(dá)的作用采用Western blot實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自噬相關(guān)蛋白表達(dá),F(xiàn)ig 9結(jié)果顯示,與正常組相比,Ang Ⅱ處理組自噬相關(guān)蛋白表達(dá)無明顯影響;與Ang Ⅱ組相比,HSYA處理明顯增加自噬相關(guān)蛋白Beclin 1、LC3 Ⅱ的表達(dá),降低p62蛋白表達(dá)(P<0.05);與HSYA處理組相比,HSYA和Baf共處理后自噬相關(guān)蛋白Beclin 1、LC3 Ⅱ表達(dá)明顯升高(P<0.05);與HSYA和Baf共處理組相比,Baf單獨(dú)處理組自噬相關(guān)蛋白Beclin1、LC3 Ⅱ/Ⅰ 表達(dá)明顯降低(P<0.05),p62蛋白表達(dá)升高(P>0.05)。
Fig 7 Effect of HSYA and autophagy inhibitor on migration of Ang Ⅱ-induced n=3)A:Wound healing assay(×40);B:The number of migrated cells.1:NC;2:AngⅡ;3:AngⅡ+HSYA;4:AngⅡ+HSYA+Baf;5:AngⅡ+Baf;**P<0.01 vs NC group;#P<0.05,##P<0.01 vs Ang Ⅱ group;△P<0.05 vs Ang Ⅱ+HSYA group.
Fig 8 Effect of HSYA and autophagy inhibitor on number of autophagosomes in Ang Ⅱ-induced n=3)A:The autophagosomes are shown in blue(×100);B:The number of autophagosome;1:NC;2:AngⅡ;3:AngⅡ+HSYA;4:AngⅡ+HSYA+Baf;5:AngⅡ+Baf;*P<0.05 vs NC group;#P<0.05 vs Ang Ⅱ group;△P<0.05 vs Baf group.
Fig 9 Effect of HSYA on protein expression of LC3,Beclin1 and p62 in Ang Ⅱ-induced n=3)1:NC;2:AngⅡ;3:AngⅡ+HSYA;4:AngⅡ+HSYA+Baf;5:AngⅡ+Baf;**P<0.01 vs Ang Ⅱ group;#P<0.05,##P<0.01 vs Ang Ⅱ+HSYA group;△P<0.05,△△P<0.01 vs Ang Ⅱ+HSYA+Baf group.
21世紀(jì)初,Li等[9]利用LacZ標(biāo)記追蹤發(fā)現(xiàn)了大鼠頸動(dòng)脈球囊損傷模型中外膜成纖維細(xì)胞遷移至血管內(nèi)膜的直接證據(jù),研究表明在內(nèi)膜出現(xiàn)增生之前,LacZ標(biāo)記的成纖維細(xì)胞已經(jīng)遷移至內(nèi)膜;血管外膜成分復(fù)雜,與內(nèi)膜的距離較遠(yuǎn),然而越來越多的研究顯示血管外膜是血管損傷的最早啟動(dòng)者,甚至是主導(dǎo)者[10]。Kadota等[11]研究發(fā)現(xiàn),在肺纖維化中,成纖維細(xì)胞的外囊泡促進(jìn)上皮細(xì)胞衰老,推動(dòng)疾病進(jìn)程;Tong等[3]研究顯示,來自原代培養(yǎng)自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)血管外膜成纖維細(xì)胞的外泌體,促進(jìn)WKY大鼠血管平滑肌細(xì)胞遷移,其機(jī)制可能是SHR大鼠VAFs通過分泌血管緊張素轉(zhuǎn)換酶促進(jìn)中膜平滑肌細(xì)胞遷移,加劇血管重構(gòu)。越來越多的證據(jù)顯示,常被忽略的VAFs在疾病發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。
細(xì)胞自噬是目前的研究熱點(diǎn),自噬通過降解受損細(xì)胞器或細(xì)胞質(zhì)蛋白等維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài),多種疾病均與自噬相關(guān)[12],心血管疾病也與自噬有著密切關(guān)系[13],研究表明,激活自噬可減輕動(dòng)脈粥樣硬化,抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移,機(jī)制可能是通過調(diào)控自噬抑制NLRP3炎性小體[14],提示自噬對(duì)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的調(diào)控至關(guān)重要。自噬是把雙刃劍,另有研究表明,抑制自噬可抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖,進(jìn)而改善血管重構(gòu)[15],延緩動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程。自噬與心血管疾病密切相關(guān),有望成為改善或治療疾病的新靶點(diǎn)。
紅花活血化瘀,臨床常用于治療心血管疾病[16],HSYA是活血化瘀中藥紅花中的主要有效成分,具有多種藥理活性,Zhang等[17]研究發(fā)現(xiàn)HSYA通過抑制缺氧/復(fù)氧心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng),減少心肌細(xì)胞損傷;另有研究顯示HSYA通過激活自噬抑制炎癥反應(yīng)緩解大鼠心臟缺血/再灌注損傷[18]。HSYA是否通過調(diào)控自噬抑制VAFs異常遷移,從而改善血管重構(gòu)尚未見報(bào)道。
本實(shí)驗(yàn)以原代培養(yǎng)的胸主動(dòng)脈外膜成纖維細(xì)胞為研究對(duì)象,通過Ang Ⅱ誘導(dǎo)建立VAFs活化模型,探究HSYA對(duì)VAFs遷移的影響。Vimentin和α-SMA分別是VAFs和血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)的標(biāo)志蛋白,免疫熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(Fig 2),所培養(yǎng)細(xì)胞Vimentin蛋白表達(dá)陽性,說明貼塊法培養(yǎng)得到的細(xì)胞是VAFs;α-SMA蛋白表達(dá)陰性,說明培養(yǎng)得到的細(xì)胞中不含有VSMCs,該結(jié)果表明原代培養(yǎng)的VAFs獲得成功。采用CCK-8法檢測(cè)不同濃度、不同時(shí)間Ang Ⅱ?qū)AFs細(xì)胞活力的影響,建立Ang Ⅱ?qū)AFs細(xì)胞活力影響的量效時(shí)效曲線(Fig 3),確定Ang Ⅱ?qū)AFs細(xì)胞活力影響的最佳濃度和時(shí)間分別為10-7mol·L-1和24 h,因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)選用10-7mol·L-1Ang Ⅱ刺激24 h進(jìn)行試驗(yàn);同樣方法建立HSYA和VAFs細(xì)胞活力影響的量效時(shí)效曲線(Fig 4A),確定HSYA最佳濃度和時(shí)間分別為40 μmol·L-1和24 h,后續(xù)實(shí)驗(yàn)選用40 μmol·L-1HSYA刺激24 h進(jìn)行試驗(yàn)。
劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(Fig 5),Ang Ⅱ誘導(dǎo)VAFs遷移活性增加,經(jīng)HSYA處理后明顯抑制遷移;MDC實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(Fig 6),HSYA處理后明顯增加自噬熒光斑點(diǎn)數(shù)量,以上兩個(gè)結(jié)果初步表明HSYA可能通過激活自噬抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移。為了確證HSYA對(duì)VAFs自噬和遷移的作用,課題組在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,加入自噬抑制劑Baf,Baf抑制自噬小體和溶酶體的結(jié)合,加入Baf后,自噬小體無法與溶酶體結(jié)合降解自噬小體,造成自噬小體堆積,進(jìn)而抑制自噬的進(jìn)程。加入Baf的劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(Fig 7),Ang Ⅱ+HSYA+Baf組較Ang Ⅱ+HSYA組遷移細(xì)胞數(shù)增多,兩組結(jié)果差別明顯,說明抑制自噬后VAFs遷移增強(qiáng),證明了HSYA通過激活自噬,抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移,結(jié)果提示HSYA通過激活自噬抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的遷移。為了進(jìn)一步確認(rèn)此結(jié)果,采用同樣的分組,用MDC法檢測(cè)自噬小體的數(shù)量,結(jié)果顯示(Fig 8),與Ang Ⅱ組相比,HSYA處理后自噬小體明顯增加,HSYA和HSYA與Baf共處理均進(jìn)一步增加了自噬小體數(shù)量,提示自噬小體堆積增加,驗(yàn)證了HSYA對(duì)自噬起促進(jìn)作用,進(jìn)一步驗(yàn)證了HSYA通過激活自噬抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移。
自噬小體的形成是自噬發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié),自噬小體的形成分為三個(gè)階段:自噬小體成核、自噬小體延伸、自噬小體成熟,自噬小體在形成過程中將受損的細(xì)胞器或蛋白包裹進(jìn)來,然后成熟的自噬小體與溶酶體結(jié)合,形成自噬溶酶體,利用溶酶體中的溶解酶將自噬小體裂解,清除受損的細(xì)胞器或蛋白,最終完成自噬整個(gè)過程。Beclin1與Vps34和Vps15復(fù)合物結(jié)合完成自噬小體的延伸,再經(jīng)過兩個(gè)泛素化樣系統(tǒng),分別為Atg5-Atg12系統(tǒng)和LC3系統(tǒng),進(jìn)一步形成成熟的自噬小體,LC3 Ⅰ轉(zhuǎn)化為LC3 Ⅱ是自噬小體成熟的標(biāo)志。p62也是參與自噬小體形成的關(guān)鍵分子,通常與自噬活動(dòng)呈負(fù)性相關(guān)。為了確證HSYA通過激活自噬抑制VAFs遷移的初步機(jī)制,采用Western blot實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自噬相關(guān)蛋白Beclin1、LC3及p62蛋白表達(dá),結(jié)果顯示,HSYA處理后Beclin1、LC3 Ⅱ蛋白表達(dá)明顯升高,表明自噬活動(dòng)增強(qiáng)。Baf抑制自噬是通過抑制自噬小體與溶酶體的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的,HSYA與Baf共處理后Beclin1、LC3 Ⅱ蛋白表達(dá)和LC3Ⅰ/LC3Ⅱ轉(zhuǎn)化進(jìn)一步升高,p62蛋白表達(dá)降低,提示自噬小體增多,自噬作用增強(qiáng),進(jìn)一步驗(yàn)證了HSYA對(duì)自噬起促進(jìn)作用,進(jìn)而抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移。
綜上所述,HSYA通過激活自噬,抑制Ang Ⅱ誘導(dǎo)的VAFs遷移,改善血管重構(gòu),有望成為治療心血管疾病的新靶點(diǎn)。后續(xù)試驗(yàn)將進(jìn)一步在細(xì)胞水平探究HSYA調(diào)控自噬的機(jī)制,在整體水平探究 HSYA改善血管重構(gòu)的作用機(jī)制。