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目的
观察花刺参粘多糖及其复方制剂对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)表达血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)和细胞间粘附分子-1(ICAM-1)以及其与单核细胞粘附的影响,从细胞学和分子生物学水平进一步探讨花刺参粘多糖及其复方抗动脉粥样硬化和再狭窄的可能机制。
方法
组织贴块法体外原代培养雄性Wistar大鼠胸主动脉平滑肌细胞,取生长稳定的3-8代细胞用于实验。将细胞按相同的密度接种于培养板或培养瓶中,待其生长约90%融合时,换含0.5%胎牛血清的DMEM培养液,使细胞饥饿24h达到同步化,然后再换含5%胎牛血清的DMEM培养液继续培养,取生长良好的VSMC随机分为下列各组(每组3个样本):空白对照组、TNF-α刺激组(10ng/mL)、TNF-α+花刺参粘多糖组(分别含花刺参粘多糖1.5mg/ml、3.0mg/ml、6.0mg/ml)及TNF-α+复方花刺参粘多糖组(分别含复方花刺参粘多糖提取物3mg/ml、6mg/ml、12mg/ml),空白对照组未加任何干预因素。继续孵育一定时间后,分别采用流式细胞术、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)观察花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导的VSMC粘附分子VCAM-1和ICAM-1蛋白及mRNA水平的表达,用细胞粘附实验观察花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导的VSMC与单核细胞粘附的影响。所有的实验数据均采用SPSS10.0软件作统计学处理。
结果
1.花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导的VSMC粘附分子VCAM-1和ICAM-1蛋白水平表达的影响
(1).花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导VSMC的VCAM-1蛋白水平表达的影响
流式细胞术检测结果显示,空白对照组大鼠胸主动脉SMC的VCAM-1呈低水平表达(平均荧光强度为35.4±2.3),加入10ng/mLTNF-α孵育24h后,可显著诱导大鼠SMC高表达粘附分子VCAM-1(平均荧光强度升为176.4±3.5),与空白对照组比较P<0.01。花刺参粘多糖三个不同浓度组均可明显抑制TNF-α诱导的VSMC表达VCAM-1(平均荧光强度分别降为132.1±2.0、99.6±2.5、80.7±1.9),与TNF-α刺激组比较P<0.01,且其抑制作用具有浓度依赖性。复方花刺参粘多糖三个不同剂量组亦均可抑制TNF-α诱导的VSMC表达VCAM-1(平均荧光强度分别降为144.0±6.3、105.1±6.4、89.3±3.1),与TNF-α刺激组比较P<0.01,且其抑制作用具有浓度依赖性。
(2).花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导VSMC的ICAM-1蛋白水平表达的影响
空白对照组大鼠胸主动脉SMC微弱表达ICAM-1(平均荧光强度为33.9±1.7),加入10ng/mLTNF-α孵育24h后,可显著诱导大鼠SMC高表达粘附分子ICAM-1(平均荧光强度升为92.2±2.9),与空白对照组比较P<0.01。花刺参粘多糖三个不同浓度组均可明显抑制TNF-α诱导的VSMC表达ICAM-1(平均荧光强度分别降为71.5±1.6、66.2±1.1、58.3±2.1,),与TNF-α刺激组比较P<0.01,且其抑制作用具有浓度依赖性。复方花刺参粘多糖三个不同剂量组亦均可抑制TNF-α诱导的VSMC表达ICAM-1(平均荧光强度分别降为88.1±3.3、72.3±5.6、63.3±2.6),与TNF-α刺激组比较P<0.05,且其抑制作用具有浓度依赖性。
2.花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α刺激的VSMC粘附分子VCAM-1和ICAM-1mRNA水平表达的影响
(1).花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α刺激VSMC的VCAM-1mRNA水平表达的影响
RT-PCR检测结果显示,空白对照组大鼠胸主动脉SMC弱表达VCAM-1(相对光密度比值为0.30±0.02),加入10ng/mlTNF-α孵育VSMC12小时后,VCAM-1mRNA表达显著增强(相对光密度比值升为0.61±0.03),与空白对照组比较P<0.01。花刺参粘多糖三个不同浓度组皆对TNF-α诱导的VCAM-1mRNA表达有明显抑制作用(相对光密度比值分别降为0.49±0.03、0.46±0.03、0.41±0.04),与TNF-α刺激组比较P<0.01,且其抑制作用具有浓度依赖性。复方花刺参粘多糖三个不同剂量组亦均可抑制TNF-α诱导的VCAM-1mRNA表达(相对光密度比值分别降为0.53±0.03、0.50±0.04、0.44±0.02),与TNF-α刺激组比较P<0.01,且其抑制作用具有浓度依赖性。
(2).花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α刺激VSMC的ICAM-1mRNA水平表达的影响
RT-PCR检测结果显示,空白对照组大鼠胸主动脉SMC弱表达ICAM-1(相对光密度比值为0.25±0.02),加入10ng/mlTNF-α孵育12小时后,ICAM-1mRNA表达显著增强(相对光密度比值升为0.41±0.03),与空白对照组比较P<0.01。花刺参粘多糖三个不同浓度组均可明显抑制TNF-α诱导ICAM-1mRNA水平的表达(相对光密度比值分别降为0.37±0.02、0.35±0.01、0.30±0.03),与TNF-α刺激组比较P<0.05,且其抑制作用具有浓度依赖性。小剂量复方花刺参粘多糖(3mg/ml)对TNF-α诱导的ICAM-1mRNA表达有减弱趋势(相对光密度比值为0.39±0.03),但未达统计学意义,中、大剂量组(6mg/ml、12mg/ml)可明显抑制TNF-α诱导的ICAM-1mRNA表达(相对光密度比值分别降为0.37±0.02、0.32±0.01),与TNF-α刺激组比较P<0.05,随着剂量的增加,其抑制作用逐渐增强。
3.花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α刺激的VSMC与单核细胞粘附的影响
粘附实验结果显示,空白对照组中只有少量单核细胞与VSMC粘附(OD值为0.148±0.032),在10ng/mlTNF-α孵育24h后,VSMC与单核细胞粘附作用显著增强(OD值升为0.467±0.062),与空白对照组比较P<0.01。实验中发现不同浓度的花刺参粘多糖均可明显抑制TNF-α诱导的VSMC与单核细胞的粘附能力(OD值分别降为0.383±0.052、0.327±0.029、0.256±0.029),与TNF-α刺激组比较P<0.05,且其对细胞粘附的抑制作用具有浓度依赖性。复方花刺参粘多糖小剂量组对TNF-α诱导的VSMC与单核细胞粘附作用有减弱趋势(OD值为0.427±0.026),但未达统计学差异,中、大剂量组均可抑制TNF-α诱导的VSMC与单核细胞的粘附(OD值分别为0.402±0.016、0.347±0.030),与TNF-α刺激组比较P<0.05,随着其剂量增加,对细胞粘附的抑制作用增强。
结论
1.正常情况下,体外培养的大鼠胸主动脉SMC经传代后可有一定量的粘附分子VCAM-1和ICAM-1表达,但表达量很低,炎症因子TNF-α可显著诱导VSMC表达VCAM-1和ICAM-1,并明显促进其与单核细胞的粘附。
2.花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导的大鼠胸主动脉SMC粘附分子VCAM-1和ICAM-1的表达具有浓度依赖性抑制作用。
3.花刺参粘多糖及其复方制剂对TNF-α诱导的VSMC与单核细胞的粘附能力有明显抑制作用,且其抑制作用具有浓度依赖性。
4.粘附分子VCAM-1和ICAM-1在介导SMC和单核细胞的粘附上起着重要作用,花刺参粘多糖及其复方制剂抑制单核细胞和VSMC的粘附与抑制VSMC上VCAM-1、ICAM-1的表达具有相关性。
5.花刺参粘多糖及其复方制剂能有效抑制促炎症因子TNF-α诱导的VSMCICAM-1和VCAM-1的表达,并可显著降低TNF-α诱导的VSMC与单核细胞的粘附,这对减轻血管壁的炎症反应有一定作用,对AS、PTCA术后再狭窄等疾病的治疗有较好的临床应用价值,具有广阔的开发前景。