离磷诱导大鼠血管平滑肌细胞Cbfa1及Sox9动态变化的研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjuns2002
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目的:高磷是慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)患者心血管事件十分重要的非传统危险因素,血管钙化的存在及其程度则是心血管事件的独立预测因子。而CKD患者的血管钙化以中膜的钙化为突出表现。血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)是血管中膜最主要的细胞成分,其发生类成骨/成软骨样的表型转化是血管钙化的关键环节,其特点是出现骨源性基因的表达上调,尤其是核心结合因子a1(corebinding factor a1,Cbfa1)和性别决定区Y-box9(sex determine regionY-box9,Sox9)被视为表型转化的标志物,但关于其表型转化的具体方向尚未有明确定论。本研究旨在通过体外模拟高磷环境刺激大鼠VSMCs,观察表型转化相关基因表达的动态变化,进而探讨VSMCs的表型转化方向,为高磷诱导的CKD患者血管钙化发生机制的阐明和防治提供一定的理论基础。  方法:  1血管平滑肌细胞的培养与鉴定  去除血管外膜及内膜后,采用组织块贴壁法对大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞进行原代培养,使其经传代自然纯化,并通过形态学及免疫细胞化学的方法对其进行细胞鉴定。  2实验分组及处理  将生长状态良好的对数期VSMCs随机分为空白对照组、高磷组(HP组)及膦甲酸钠(phosphonoformic acid,PFA)组,空白对照组培养基为含10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)的低糖DMEM培养基,HP组为10%FBS+10 mmol/Lβ-甘油磷酸的高磷培养基,PFA组为10%FBS+10mmol/Lβ-甘油磷酸+1mmol/L PFA的PFA培养基,每24 h更换一次培养基。检测给予刺激后6h、12h、1d-5d中表型转化相关基因的动态表达情况。  3高磷诱导后相关基因mRNA的表达情况  应用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法测定空白对照组及HP组不同时间点VSMCs中Cbfa1、Sox9、Ⅱ型胶原a1(typeⅡ collagen a1,ColⅡa1)、Ⅹ型胶原a1(typeⅩ collagen a1,ColⅩa1)mRNA的表达情况,以GADPH为内参,所有基因均采用同管扩增。  4 HP组及PFA组Cbfa1的表达情况  应用RT-PCR及Western blot法测定HP组及PFA组不同时间点VSMCs中Cbfa1在mRNA及蛋白水平的表达情况。  5统计学方法  应用SPSS13.0统计学软件对实验数据进行统计学分析,实验结果用均数±标准差((x)±s)表示,两组间均数的比较采用t检验,多组间均数的比较采用单因素方差分析(ANOVA),多组间均数两两比较采用S-N-K检验(Student-Newman-Keuls,SNK)。以P<0.05为差异有统计学意义。  结果:  1 VSMCs原代培养  原代培养3d即可见组织块边缘有细胞爬出,约6~7 d后融合成片,即可传代。倒置相差显微镜检观察,细胞呈星型或不规则形,以梭形为主,可相互重叠生长,可见典型的束状排列和“峰-谷”样生长。HE染色:镜下可见细胞胞浆丰富,细胞核大,呈圆形或椭圆形,可见一个或多个核仁。免疫细胞化学法检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA),可见在细胞胞浆内有强阳性表达,免疫反应产物呈棕黄色,沿着细胞长轴呈细丝状排列,98%以上细胞可见强阳性表达。  2 HP组表型转化相关基因mRNA的表达情况  随着高磷诱导时间的延长,Cbfa1 mRNA的表达呈先上升、后下降、而后再次升高的趋势(P<0.05),即其表达变化呈“峰-谷-峰”样,且分别于6h和3d达到峰值;而Sox9则仅在1d时达峰,呈“单峰”,且其达峰时间处于Cbfa1的谷值和第二峰值之间。而作为Sox9下游基因的Ⅱ型胶原a1的变化与之类似,呈“单峰”(P<0.05);而作为Cbfa1下游基因以及肥厚软骨细胞标志物的X型胶原a1则在初期维持基础的低水平,而在Cbfa1第二次出现峰值后表达显著升高(P<0.05)。  3 HP组和PFA组Cbfa1 mRNA和蛋白的表达情况  随着高磷刺激时间的延长,Cbfa1 mRNA和蛋白的表达均呈“双峰”样(P<0.05),分别于6h及3d达峰;而PFA组则表现为第二高峰前移,分别于6h及1d达峰(P<0.05),且第二峰值低于第一峰值(P<0.05)。  结论:  1高磷刺激大鼠VSMCs后Cbfa1、Sox9及其下游基因mRNA的动态变化符合软骨细胞分化的特点,进而推测高磷可能诱导大鼠VSMCs发生了类似软骨细胞样的表型转化。  2用PFA抑制大鼠VSMCs对磷的摄取后Cbfa1表达的第二高峰前移,可能对抑制VSMCs表型转化后的进一步分化起一定作用。
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