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编号:10237411
雌激素对氧化型低密度脂蛋白诱导的血管内皮细胞凋亡的影响
http://www.100md.com 《广东医学》 2000年第8期
     作者:王晶 刘德立 林国生 李庚山

    单位:王晶 林国生 李庚山(湖北医科大学附属第一医院心内科 430060);刘德立(华中师范大学生命科学院 430060)

    关键词:17β-雌二醇;氧化型低密度脂蛋白;人脐静脉内皮细胞;细胞凋亡

    广东医学000808

    【摘要】 目的 观察雌激素(17β-雌二醇)对氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)诱导 人脐静脉内皮细胞(HUVEC)凋亡的影响。方法 以 HUVEC为对象 ,观察不同浓度 的17β-雌二醇(1,10和100 μmol/L)对oxLDL(4 μg/L)诱导的 凋亡的影响。 结果 不同剂量的17β-雌二醇对使用oxLDL 诱导的HUVEC凋亡减 少70%~93%,其抑制呈明显的正向量效关系,17β-雌二醇1 μmol/L组细胞凋 亡占6.98%~8.63%,100 μmol/L组细胞凋亡占2.94%~4.85%。结论 17β -雌二醇对oxLDL诱导的HUVEC凋亡有明显的抑制作用,且在一定浓度范围内 呈正向量效关系,有利于减少细胞凋亡的发生。
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    The effect of estrogen on apoptosis of human umbrilical vein endotheli al induced by oxidized low-density lipoprotein

    Wang Jing Liu Deli Lin Guosheng et al

    (Department of Cardiolo gy, First Affiliated Hospital, Hubei Medical Universit y, Wuhan 430060)

    【Abstract】 Objective To study the effect of estrogen (estradiol-17 beta) on apoptosis of human umbrilical vein endothelial (HUVEC) induced by oxidation of low-densit y lipoprotein (oxLDL). Methods The cultured HUVEC was used t o observed the effect of estradiol-17 beta on apoptosis induced by oxLDL.The experiment consisted of four groups: group 1, control; group 2, 1 μmol/L of es tradiol-17 beta; group 3,10 μmol/L of estradiol-17 beta; group 4, 100 μmol /L of estradiol-17 b eta. Results Estradiol-17 beta inhibited apoptosis of HUVEC ind uced by oxLDL by up to 70%~93% in a dose-dependent manner. The ratio of apoptosis wa s 6.98%~8.63% in group 1 and 2.94%~4.85% in group 4.Conclusion Es tra diol-17 beta markedly inhibite apoptosis of HUVEC induced by oxLDL in a do se-dependent manner.
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    【Key words】 Estradiol-17 beta Low-density lipoprotein, o xidation Human umbrilical vein endothelial Apoptosis

    雌激素可抑制妇女冠状动脉硬化的发生[1],对心血管的保护作 用已被肯定,但机制尚在进一步研究之中。临床和实验研究发现雌激素具有调 节血脂代谢, 阻止血管平滑肌细胞移行和增殖,保护血管内皮细胞的舒张功能等生理效应。 业已证实,人血管内皮存在雌激素受体。体内和体外实验研究均发现雌激素对 血管内皮细胞的生理功能有明显的影响。目前认为雌激素预防动脉粥样硬化的机制可 能与雌激素对血管内皮细胞的直接保护作用有关。因此, 我们选用天然雌激素(17β-雌二醇),研究其对由oxLDL诱导HUVEC凋亡的影响, 探讨雌激素预防动脉粥样硬化(AS)的机制。

    1 材料与方法
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    1.1 试剂 人脐静脉内皮细胞株(ECV304)由武汉大学特殊物种保存中心提 供。、DMEMF-12(GIBCO)、胎牛血清、碘化丙啶(PI)、 RNase及水溶性17β-雌 二醇 均为SIGMA公司产品。

    1.2 仪器 CO2培养箱(美国Shel-lab2300)、超净工作箱(苏州化学设备厂 ) 、倒置相差显微镜(日本Olympus CK2)、超速离心机(scp85H)、流式细胞仪(美国BD公 司)。

    1.3 实验方法

    1.3.1 内皮细胞培养[2] 自液氮罐中取出内皮细胞株,置37℃水浴 锅解融,加入4 ml含12%胎牛血清的DMEMF-12培养基,吹打均匀,接种于培养瓶中培养。

    1.3.2 低密度脂蛋白制备、氧化与鉴定 依据林曙光等[3]方法加以改 良,取健康人空腹12 h新鲜静脉血,制成血浆,用顺序超速离心法, 获得LDL区带(1.0194的PBS缓冲液中,37℃孵育10 h,氧化后的LDL(oxLDL)在含EDTA的PBS液中透析24 h,用TBA法测得LDL氧化修饰浓度,结果LDL氧化修饰后硫代巴比妥钠反映物由3.6 mol/L上升到7.2 mol/L。
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    1.3.3 oxLDL诱导血管内皮细胞凋亡模型的建立 取培养瓶32个,分A, B,C,D 4组,每组8瓶。内皮细胞生长融合后,换无血清DMEM-F12培养基, A组为对照组,其他3组加oxLDL至终浓度分别为2,4, 8 μg/L,CO2培养箱培养12 h 后取 出,收集培养基-20℃保存。消化细胞以1 000 r/min离心10 min,弃上清, 细胞用70%乙醇固定,作流式细胞检测。

    1.3.4 不同剂量17β-雌二醇对内皮细胞凋亡的影响 取培养瓶24个,分Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 3组,每组8瓶,细胞生长融合后,分别换含17β-雌二醇1,10和100 μmol/L的无血清DMEMF-12培养基,37℃培养1 h后加入oxLDL至终浓度4 μg/L,CO2培养箱37℃培养12 h后,将细胞消化,1 000 r/min离心10 min,收集沉淀,用70%乙醇固定,做流式细胞仪检测。

    1.3.5 血管内皮细胞凋亡的检测 取70%乙醇固定的细胞,调整细胞数 至1×106 cell/ml,PBS洗2次(500 r/min离心15 min),弃上清,取50 μl细胞悬液,加含RNA酶的Tris-HCl 37℃孵育20 min,PI做DNA染色室温避光放置30 min,上Facsoh流式细胞仪检测,结果用Cell qist软件分析。
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    1.3.6 细胞培养基MDA,SOD和NO-3测定 MDA,SOD测定采用南京聚 力生物工程研究所试剂盒,内皮舒张因子(ND/EDRF)测定采用GIBCO公司试剂盒。

    1.4 统计学方法 计量资料用±s表示, 组间 比较用t检验,计数资料用χ2检验, P<0.05差异有显著性。

    2 结果

    2.1 oxLDL诱导内皮细胞凋亡 对照组凋亡细胞为1.25%~2.82%,无凋 亡峰 。不同浓度的oxLDL使血管内皮细胞发生凋亡,可见凋亡峰并呈剂量依赖性,2 μg/L 组凋亡率为12.18%~16.71%, 而8 μg/L组凋亡率达26.18%~36.13% (图1) 。
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    图1 不同浓度oxLDL对内皮细胞凋亡的影响

    2.2 17β-雌二醇对oxLDL诱导的HUVEC凋亡的影响 不同剂量的 17β-雌 二醇使oxLDL诱导的HUVEC凋亡减少70%~93%(图2),其抑制性呈正向量效关系: 17β -雌二醇1 μmol/L组细胞凋亡数占6.98%~8.63%,100 μmol/L组细胞凋亡数占2.94% ~4.35%。

    2.3 细胞培养基MDA,SOD和NO3-含量的变化 不同浓度的oxLDL使培养的 HUVEC发 生明显的脂质过氧化修饰,并表现剂量依赖性。oxLDL 8 μg/L时细胞培养液中MDA含量达(4.35±1.94)nmol/L,显著高于对照组(P<0.01)。不同浓度的oxLD L使细胞培 养液中NO3-明显减少(表1)。加入雌激素后,oxLDL对血管内皮细胞的过氧化损伤 减轻,细胞培养液中MDA含量减少,NO3-水平上升(表2)。
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    图2 雌激素对oxLDL诱导的细胞凋亡的影响

    表1 oxLDL对细胞培养液中MDA,SOD和NO3-的影响(±s) nmol/L 组别

    n

    MDA

    SOD

    NO3-

    A组

    8

    2.21±0.43
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    41.84±9.73

    17.38±3.05

    B组

    8

    3.86±1.14*

    31.59±6.62*

    11.51±1.79*

    C组

    8

    4.27±1.61*

    27.18±5.84*
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    8.59±2.26*

    D组

    8

    6.35±1.94*

    23.04±5.61*

    5.81±0.87*

    与A组比较 ,*P<0.01表2 雌激素+oxLDL对细胞培养液中MDA,SOD和NO3-的影响(±s)nmol/L 组别

    n
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    MDA

    SOD

    NO3-

    对照组

    8

    4.27±1.61

    27.18±5.84

    8.59±1.56

    Ⅰ组

    8

    3.43±0.82*

    28.47±8.32
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    13.35±1.48*

    Ⅱ组

    8

    2.58±0.76**

    35.64±8.48**

    19.14±2.24**

    Ⅲ组

    8

    2.44±0.74**

    38.93±12.52**

, 百拇医药     25.74±3.85**

    与对照组比较,*P<0.05, **P<0.013 讨论

    细胞凋亡(apotosis)不是细胞死亡,是受基因编码控制下细胞自主“自杀”过程 ,又 称为程序性细胞死亡(PCD)。细胞凋亡是一个顺序发生的系列变化过程,包括细胞间连接 和微绒毛消失、细胞皱缩、细胞表面起泡并以发芽形式形成含有细胞成分的膜性小体即凋亡 小 体[4]。oxLDL诱导的细胞凋亡的机制:Galle报告,oxLDL对内皮细胞的损伤呈剂 量依赖性, 内皮细胞对自由基和LDL的脂肪酸氧化产物十分敏感。 oxLDL引起内皮细胞通透性增高,膜 转移离子梯度破坏,分泌功能丧失,代谢功能受抑制,其PGI2和EDRF合成减少,生 长 因子和去化、趋化因子分泌减少[5]。本实验结果显示,一定浓度的oxLDL作用 于培养的内皮 细胞,细胞凋亡数显著增多,且浓度越高,凋亡越明显。同时发现,oxLDL使培养的内皮细 胞合成和分泌的NO/EDRF明显减少。说明oxLDL引起内皮细胞凋亡可能经NO-cGMP途径。
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    oxLDL对NO的灭活作用决定于其中氧化的脂质成分,对oxLDL中不同组分与细胞凋亡的 关系研究发现,oxLDL引起细胞凋亡的主要成分是氧化型胆固醇[6]。说明oxLDL引 起细胞凋 亡与其对NO活性有密切关系。雌激素阻止内皮细胞凋亡的机制:临床实验证实,雌激素对冠 状动脉有明显的扩张作用,此作用与NO活性增加有关[7]。实验结果显示,17β- 雌二醇使培 养的血管内皮细胞合成和分泌NO明显增加,细胞凋亡发生率减少70%~93%。NO活性与17β -雌 二醇的剂量正相关与细胞凋亡负相关,说明雌激素抑制血管内皮细胞凋亡与NO活性有密切关 系。Spyridopoulou等[8]发现,雌激素明显抑制肿瘤坏死因子(TNF)诱导的人血 管内皮细 胞凋亡,但加入雌激素受体阻断剂后,其抑制血管内皮细胞凋亡的效应消失,说明雌激素对 血管内皮细胞的保护作用是经雌激素受体发挥作用。本实验结果显示。雌激素可能是经受体 途径调节血管内皮细胞内NO的合成与分泌,继而影响bc1-2等基因的表达,阻止血管内皮细 胞的凋亡。雌激素能促使血管内皮细胞分泌一种粘附蛋白分子,加强内皮细胞与细胞下基质 的连接,有利于减少细胞凋亡的发生。
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    参考文献

    1,Trisa G. Estrogen: key player in heart diseases among women. Science,1 995,296 :771

    2,鄂,征,主编.组织培养和分子生物学技术. 北京: 北京出版社,1995.120 ~134

    3,林曙光,陈颜芬,伍淑芝,等.精氨酸抑制内皮细胞粘附因子-1表达与氧化型低 密度脂蛋白促进单核细胞粘附作用下降有关. 中国动脉硬化杂志, 1996,4(3):176

    4,邹飞雁,杨和平,徐玉林,等. 动脉粥样硬化对平滑肌细胞凋亡的研究进展. 中国动脉粥样硬化杂志,1997,5(1):75

    5,Galle J.Effect of native and of oxLDL on formation and inactivation of EDRF. Atheroscler and Thromg,1991,11:198
, 百拇医药
    6,刘尚喜,周,玫,陈,瑗.氧化型低密度脂蛋白的不同组分在诱导巨噬细胞凋亡 的作用. 中国动脉粥样硬化杂志, 1996,4(4):241

    7,Gilligan DM, Quyyumi AA,Cannom RO,et al.Effects of pysiological levels of estrogen on coronary vasomotor function in postmenopausal women. Circulation,19 94,89:2544

    8,Spyridopoulou I,Sullinan AB,Kearney M,et al.Estrongen precepter modia te d inhibition of human endothelial cell apotosis.Circulation,1997,95:1505

    (收稿日期:2000-02-14), 百拇医药