目前普遍认为视网膜局部缺氧状态是诱导视网膜新生血管形成的主要原因之一,其发病机制研究是国内外的研究热点。研究证实缺氧刺激下多种转录因子活性增加可促进微血管内皮细胞活化,导致新生血管形成,其中除血管内皮生长因子外,腺苷促血管生成作用也逐渐受到关注。
目的研究缺氧诱导下微血管内皮细胞的活化过程与腺苷水平之间的关系,探讨腺苷微环境对血管生成的促进作用。
方法对人微血管内皮细胞株(HMEC-1)进行体外培养,将培养的细胞分为常氧组和缺氧组,常氧组细胞置于5%CO2的细胞培养箱内培养,缺氧组细胞置于体积分数1% O2、94%N2和5%CO2的细胞培养箱内培养。采用CCK8法和EDU法检测各组细胞增生的吸光度(A值)和增生比例;采用Transwell小室法检测各组迁移细胞数与侵袭细胞数;采用Western blot法检测细胞中CD39和CD73蛋白的相对表达水平,采用免疫荧光法检测细胞中CD39和CD73的表达;采用高效液相仪检测各组细胞中的腺苷浓度。
结果常氧组和缺氧组培养后12 h细胞增生值(A值)分别为0.715±0.067和0.821±0.056,培养后24 h A值分别为0.946±0.028和0.998±0.028,缺氧组12 h组和24 h组细胞增生值均高于常氧组,差异有统计学意义(t12h=3.805、t24 h=3.222,均P<0.01);缺氧组细胞培养后24 h细胞增生比例明显高于常氧组,差异均有统计学意义(t=-6.868,P<0.01)。常氧组和缺氧组细胞培养24 h迁移细胞数分别为185.3±10.594和300.7±22.853,侵袭细胞数分别为74.2±10.741和107.5±7.007,缺氧组迁移和侵袭细胞数均明显多于常氧组,差异均有统计学意义(t=-12.124、-6.367,均P<0.01)。缺氧组细胞培养后12 h和24 h细胞中CD39和CD73蛋白的相对表达水平明显高于常氧组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。缺氧组细胞培养后2 h、6 h、12 h、24 h和36 h细胞内腺苷浓度逐渐增加,培养后36 h达峰,此后开始逐渐下降。各时间点缺氧组细胞中腺苷浓度均明显高于常氧组,差异均有统计学意义(t2h=2.469,P=0.017;t6h=5.442,P<0.001;t12h=3.841,P<0.001;t24h=4.458,P<0.001;t36h=2.757,P=0.008;t48h=3.319,P=0.002)。
结论与常氧环境比较,缺氧条件下培养的HMEC-1增生速度更快,迁移和侵袭能力更强,同时细胞中腺苷生成关键酶CD39和CD73蛋白的表达明显上调,腺苷浓度明显升高。提示缺氧条件下腺苷明显促进HMEC的活化过程。