巨噬源性泡沫细胞是动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)炎症反应的特征性病理细胞。在巨噬细胞吞噬脂质形成泡沫细胞后堆积成AS斑块的同时，巨噬源性泡沫细胞还分泌大量的细胞因子促进了AS中炎症反应的发生发展。虽然近年来发现越来越多的促炎作用细胞因子和生长因子与AS炎症相关，而抗炎作用的细胞因子以其调控机制有待于进一步研究。 血红素单加氧酶(Hemeoxygenase，HO)是一类亚铁血红素分解代谢中的限速酶。在它的作用下血红素被氧化分解形成胆绿素，铁离子，同时伴随着CO的释放。目前发现有三种不同类型的HO，其中HO-1属于诱导型血红素加氧酶，能被较多的氧化应激原所激活。前期研究表明，HO-1在ApoE缺陷小鼠中表达，并发挥抗炎、抗凋亡的作用。近期研究还集中于HO-1诱导的CO的释放，发现CO具有拮抗AS炎症反应，防治AS的作用。 体内、体外的研究结果均表明，Hemin是HO-1的强诱导剂，并在多种类型的组织细胞中得到了证实。本研究采用人类单核/巨噬细胞系U937细胞通过oxLDL诱导为巨噬源性泡沫细胞，研究HO-1在泡沫细胞中的调节作用。通过HO-1激活剂Hemin和拮抗剂ZnPPIX，研究HO-1对致炎作用的细胞因子IL-1β，TNF-α，以及抗炎作用的细胞因子IL-10表达的调控作用。 本研究通过以下几个方面进行： 1.U937泡沫细胞中HO-1及细胞因子的表达 按照课题组前期方法，U937细胞在ox-LDL诱导下形成巨噬源性泡沫细胞。培养的U937泡沫细胞经油红O染色，发现细胞内存在大量的红染颗粒，细胞形态呈泡沫状，符合泡沫细胞形态特征。 采用ELISA方法研究U937泡沫细胞中细胞因子的表达。与对照U937细胞相比较，培养的泡沫细胞中IL-1β，TNF-α，IL-10的表达水平均显著上调。在oxLDL100mg/L的作用下，IL-1β，TNF-α，IL-10的蛋白表达水平分别增加了41倍，25倍和19倍。 随着炎症细胞因子表达的上调，U937泡沫细胞中HO-1表达水平显著增加。与对照U937细胞相比较，oxLDL100mg/L诱导的U937泡沫细胞中HO-1的表达增加1.9倍。 2.HO-1激动剂Hemin对U937泡沫细胞中细胞因子表达的影响 采用HO-1激动剂Hemin研究HO-1对巨噬源性泡沫细胞功能的影响。巨噬泡沫细胞中分泌的细胞因子IL-1β和TNF-α被认为在AS炎症反应中发挥重要的作用。我们首先观察Hemin对泡沫细胞致炎细胞因子IL-1β和TNF-α表达的影响。ELISA结果表明，在剂量0.1μmol/L至10μmol/L浓度范围的Hemin能有效抑制U937泡沫细胞中致炎细胞因子的表达；特别是10μmol/L的Hemin对IL-1β和TNF-α表达抑制率分别达到了73％和75％。 我们进一步研究Hemin对抗炎细胞因子IL-10表达的影响。培养的U937泡沫细胞上清采用ELISA方法测定IL-10表达量。结果表明，HO-1激动剂Hemin能显著上调IL-10的分泌量。与对照U937细胞相比较，10μmol/L的Hemin处理的泡沫细胞IL-10的表达量上调2.9倍。 3.HO-1抑制剂ZnPPIX对U937泡沫细胞中细胞因子表达的影响 由于HO-1激动剂Hemin对U937泡沫细胞中细胞因子表达具有显著的调控作用，我们进一步研究了HO-1抑制剂ZnPPIX对泡沫细胞中细胞因子表达的影响。经ZnPPIX处理后，HO-1表达水平显著降低，但对致炎细胞因子IL-1β和TNF-α以及抗炎细胞因子IL-10的表达均无显著影响。结果表明抑制HO-1的表达对U937泡沫细胞炎症反应无显著影响。 4.AS过程中体内斑块泡沫细胞HO-1的表达 取3例临床主动脉置换手术患者的主动脉AS斑块样本，采用荧光免疫组织化学和WesternBlot方法，研究AS过程中体内斑块泡沫细胞HO-1的差异表达。免疫组织化学结果显示，在人主动脉AS斑块区，可检测到较强的HO-1的阳性表达，荧光显微镜下可看到亮绿色阳性颗粒，其分布主要在AS斑块区泡沫细胞中。分离主动脉内膜的AS斑块区和非斑块正常区域，采用WesternBlot方法检测HO-1的表达量，结果表明主动脉斑块区HO-1表达条带显著增强。结果显示，AS斑块区HO-1表达显著上调。 本研究证明了HO-1在体外培养的U937泡沫细胞中能显著抑制致炎细胞因子IL-1β和TNF-α，并能显著上调抗炎细胞因子IL-10，发挥对动脉粥样硬化泡沫细胞的抗炎作用。因此，本研究证明了HO-1对AS炎症反应的调节作用，为动脉粥样硬化炎症防治提供了新的思路。