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编号:10271438
U46619对培养的人气道平滑肌细胞增殖的作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第5期
     作者:罗雅玲 文金序 彭道波 徐 健

    单位:罗雅玲 文金序 彭道波 第一军医大学南方医院呼吸科;徐 健 肾移植科(广州 510515)

    关键词:肌;平滑;增生;哮喘

    U46619对培养的人气道平滑肌细胞增殖的作用 摘 要 目的和方法:研究U46619(9,11-dideoxy-11α,9α-epoxymethano-prostaglandin F2α)对培养的人气管平滑肌细胞增殖的作用。分离人的气管平滑肌细胞并且进行传代培养。在培养基中加入各种浓度的U46619,计数细胞并且测定[3H]-胸腺嘧啶核苷([3H]-TdR)掺入量和三磷酸肌醇[Ins(1,4,5)P3]累积量。结果:U46619在一定范围内(1 nmol/L~100 nmol/L)以浓度依赖的方式增加人气管平滑肌的细胞数(P<0.01)。U46619也增加[3H]-TdR的掺入量和Ins(1,4,5)P3的累积量(P<0.01)。磷脂酶C抑制剂新霉素阻止Ins(1,4,5)P3累积量的增加(P<0.01),但对U46619的有丝分裂原的活性没有作用。结论:显示U46619刺激培养的人气管平滑肌细胞增殖
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    Role of U46619 for proliferation of cultured human airway smooth muscle cell

    LUO Ya-Ling1,WEN Gin-Xu1, XU Jian2, PENG Dao-Bo1

    Department of Respiratory Medicine1,Renal Transplantion2,Nan Fang Hospital,The First Military Medical University, Guangzhou(510515)

    Abstract AIM:To study the role of U46619 in stimulating the proliferation of cultured human airway smooth muscle cell (ASMC).METHODS:Human ASMC were isolated and subcultured, varying concentrations of U46619 were added to the media. Cell counts were obtained,[3H] -thymidine incorporation ([3H]-TdR) and inosital 1,4,5-trisphosphate [Ins(1,4,5)P3] accumulation were measured.RESULTS:U46619(1 nmol/L-100 nmol/L) increased cell number in a concentration depend manner (P<0.01) U46619 also increased [3 H]-TdR and (1,4,5)P3 accumulation (P<0.01). The latter response was blocked by phospholipase C inhibition with neomycin (P<0.01),however, neomycin had no effect on the promitogenic action of U46619.CONCLUSION: U46619 stimulates the proliferation of cultured human ASMC.
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    MeSH Muscle, smooth; Hyperplasia; Asthma

    血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)是花生四烯酸经环氧化酶途径代谢的主要产物之一,能强烈地收缩血管和气管平滑肌,其收缩血管的作用比血管紧张素Ⅱ强100倍[1]。TXA2性质不稳定,半衰期短。近来的研究显示:气道平滑肌的增生是引起哮喘患者气道狭窄的重要因素[2]。许多炎性介质如组胺、内皮素-1、白三烯D4等均能引起气管平滑肌增殖[3,4],已有报道TXA2引起兔气管平滑肌增殖[5]。我们通过离体培养的人气管平滑肌细胞,观察TXA2稳定的类似物U46619对其增殖的作用。
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    材料与方法

    一、标本来源:

    意外事故死亡的正常人,征得家属同意,在死亡2 h之内,取靠近隆突的支气管平滑肌作实验。

    二、主要试剂:

    U46619 新霉素、消炎痛、Ham's F-12 培养基,抗平滑肌α-肌动蛋白均购自Sigma公司。

    三、实验方法:

    1.人气管平滑肌细胞培养:无菌切下邻近隆突的气管,用Hanks液洗涤3遍,去除上皮,结缔组织、血管、软骨,用虹膜剪将气管平滑肌剪成1~2 mm的小块组织置于培养瓶底部,呈阵状排列。将培养瓶放入孵箱。12 h后组织块贴壁,加入含有20%胎牛血清的F-12培养基。细胞7 d开始生长,14 d达到融合。融合时用0.25%胰蛋白酶和0.04%的EDTA等量混合后消化传代,2~4代的气管平滑肌细胞用于实验。
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    2.人气管平滑肌细胞鉴定:用抗平滑肌α肌动蛋白单克隆抗体辨认人气管平滑肌细胞。

    3.U46619对人气管平滑肌细胞增殖的影响:

    (1)细胞计数:第二代人气管平滑肌细胞,以1×107细胞/L的密度接种于培养瓶中,用有血清的F-12培养24 h后,再用无血清的F-12培养24 h,使细胞同步静止于G°期,每3瓶分别加入含有1 nmol/L、10 nmol/L、100 nmol/L的U46619的无血清F-12培养基,另有两组分别加入1 g456.gif (326 bytes)新霉素、100 nmol/L U46619及10 μmol/L消炎痛、100 nmol/L U46619的无血清F-12培养基,对照细胞单独用无血清的F-12培养,48 h后计数细胞。
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    (2)[3H]-胸腺嘧啶核苷([3H]-TdR)掺入试验:传代细胞以1×107细胞/L接种于24孔培养板,每孔1 mL。用无血清的F-12培养24 h后,每3孔分别加入含有1 nmol/L、10 nmol/L、100 nmol/L、1 μmol/L的U46619,或者含有1 μmol/L的新霉素、100 nmol/L的U46619,或者含有10 μmol/L的消炎痛,100 nmol/L的U46619的无血清F-12培养基,另外3孔作为对照组单独加入无血清的F-12。24 h后,用37×107Bq/L的[3H]-TdR(Amersham,放射比度1.85 GBq/mol)标记12 h,于终点常规消化,收集细胞、洗涤干燥,测每分钟放射性核素闪烁记数值(counts.min-1)。

    4.U46619对Ins(1,4,5)P3累积量的影响:传代细胞以1×104细胞/cm2的密度接种于培养瓶中,用含有20%胎牛血清的F-12培养基孵化1周后,分别加入1 nmol/L、10 nmol/L、100 nmol/L的U466195 min,另外3瓶细胞加入1 μmol/L的新霉素2 h后加入10 nmol/L的U466195 min,还有3瓶作为对照组。细胞被标准化到1×106细胞,用6%的高氯酸溶解,碳酸氢钠中和,保持在冰中1 h,离心(20 000×g,4℃,25 min),后取出1 000 μL上清液,用放射性配基竟争结合法测定Ins(1,4,5)P3累积量(Amersham)
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    四、数据表达方式和统计方法:

    细胞计数以细胞数/cm2及百分数表达。实验组的百分数=实验组细胞计数/对照组细胞计数)×100%。[3H]-TdR以counts.min/L及百分数表达。实验组[3H]-TdR的百分数=(实验组[3H]-TdR/对照组[3H]-TdR)×100%。Ins(1,4,5)P3以pmol/106细胞及百分数表达。实验组Ins(1,4,5)P3的百分数=[实验组Ins(1,4,5)P3/对照组Ins(1,4,5)P3]×100%。

    实验数据以均值±标准差(g393.gif (162 bytes))表示,用ANOVA及Student's test判定差异显著性。
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    结果

    一、U46619对人气管平滑肌细胞增殖的作用:

    表1可以看出U46619引起的细胞数的变化在一定范围内(1 nmol/L~100 nmol/L)以浓度依赖的方式增加,以100 nmol/L的U46619引起的细胞数增长的峰值最高。磷脂酶C抑制剂1 μmol/L的新霉素和环氧化酶抑制剂10 μmol/L消炎痛对于100 nmol/L的U46619引起的细胞数增长没有抑制作用。

    表1 U46619对培养的人气管平滑肌细胞增殖的作用

    Tab 1 The effect of U46619 on cultured airway smooth muscle
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    cell (ASMC) proliferation (g393.gif (162 bytes),n=3)

    Group

    Concentration

    (nmol/L)

    ASMC count

    (cell/cm2)

    Proliferation

    (% control)

    Control
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    No stimulation

    1990±1650

    U46619

    1

    21600±700*

    108.71±3.53

    10

    23500±780*

    117.90±3.89

    100

    29300±850*
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    147.07±4.28

    1000

    22000±820*

    110.56±4.11

    U46619+neomycin

    1001×103

    29000±1970*

    145.90±9.92

    U46619+indomethacin

    10010×103
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    29700±3100*

    149.08±15.52

    *P<0.01,vs control

    二、U46619对人气管平滑肌细胞[3H]-TdR结合的影响:

    表2可见U46619引起的[3H]-TdR结合在一定范围内(1 nmol/L~100 nmol/L)呈剂量依赖性增长,以100 nmol/L的U46619引起的[3H]-TdR增加的峰值最高。磷脂酶C抑制剂1 μmol/L的新霉素的和环氧化酶抑制剂10 μmol/L的消炎痛对于100 nmol/L的U46619引起的[3H]-TdR的增加没有抑制作用。
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    表2 U46619对培养的人气管平滑肌细胞[3H]-胸腺嘧啶

    核苷结合的作用

    Tab 2 The effect of U46619 on [3H]-Thymidine([3H]-TdR)

    incorporation in cultured human ASMC (g393.gif (162 bytes),n=3)

    Group

    Concentration
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    (nmol/L)

    [3H]-TdR

    (×103 counts.min-1/L)

    Proliferation

    (% control)

    Control

    11810±1013

    U46619

    1

    13984±1603*
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    118.41±13.57

    10

    15040±1319*

    127.35±11.17

    100

    18316±890*

    155.09±7.54

    1 000

    13340±900*

    112.96±7.62

    U46619+neomycin
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    1001×103

    18146±1894*

    153.65±16.04

    U46619+indomethacin

    10 010×103

    18494±724*

    156.46±5.89

    *P<0.01,vs control

    三、U46619对人气管平滑肌细胞Ins(1,4,5)P3累积的影响:
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    表3可见U46619可引起Ins(1,4,5)P3累积的增加。其中以10 nmol/L的U46619引起细胞Ins(1,4,5)P3累积量最高。1 μmol/L的新霉素对10 nmol/L的U46619引起的Ins(1,4,5)P3累积量的增加有一定的抑制作用(P<0.01)。

    表3 U45519对培养的人气管平滑肌细胞三磷酸肌醇累积量的作用

    Tab 3 The effect of U46619 on inositol 1,4,5-trisphosphate

    [Ins(1,4,5)P3]accumulation in cultured human ASMC(g393.gif (162 bytes),n=3)
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    Group

    Concentration

    (nmol/L)

    Ins(1,4,5)P3

    (cell/cm2)

    Proliferation

    (% control)

    Control

    11.94±1.19

    U46619

    1
, 百拇医药
    25.19±1.86*

    210.97±15.61

    10

    39.91±2.19*

    334.23±18.37

    100

    19.87±2.08*

    166.47±17.43

    U46619+neomycin

    101 000

, 百拇医药     21.30±1.93*

    178.42±16.15

    *P<0.01,vs control

    讨论

    血栓素A2在肺内的主要生物学活性是引起血管和气管平滑肌收缩,同时参加气道高反应性的发生[6]。我们的研究证实血栓素A2的类似物U46619能刺激人的气管平滑肌细胞增殖。它能增加体外培养的人气管平滑肌的细胞数,增加[3H]-TdR结合量和Ins(1,4,5)P3累积量。过去10年,人们对哮喘发病机理和病理生理学基础的认识产生了一个巨大的飞跃。认识到哮喘是气道的一种非特异性炎症。以嗜酸性粒细胞和肥大细胞为主要作用细胞。病理改变是上皮剥脱、粘膜水肿,炎症细胞浸润,微血管渗漏等[7]。人们把研究的目光都集中在气道炎症方面。但是近来发现以吸入表面激素为主的抗炎治疗不能根治哮喘。实际上哮喘患者的气道壁发生了不同程度的增殖,使管壁增厚,管腔变窄[8],气道发生了重塑。根据Bramley等的假设进行计算[9],平滑肌的肥大或增生有可能是哮喘产生气道阻塞的主要作用因素。因此,哮喘气管壁的重塑的结构改变引起了功能的改变,对于研究哮喘的病理生理学改变和临床防治提供了一个新方向[10]
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    参 考 文 献

    1 MaJerus PW. Antithrombotic therapy. Drug Therapy, 1983,10:51.

    2 Hirst SJ, Twort CHC. The proliferative response of airway smooth muscle. Clin Exp Allergy, 1992,22:907.

    3 Noveral JP, Rosenberg SM, Anbar RA, et al.Role of endothelin-1 in regulating proliferation of cultured rabbit airway smooth muscle cells. Am J Physiol, 1992,263:L317.

    4 Wang CG, Du T, XuL J, et al. Role of leukotriene D4 in allergen induced in creases in smooth muscle in the rat. Am Rev Respir Dis,1993, 148:413.
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    5 Noveral JP, Michael MG. Role and mechanism of thromboxane-induced proliferation of cultured airway smooth muscle cells. Am J Physiol, 1992,263:L555.

    6 Chung KF, Aizawa H, Becker AB, et al. Inhibition of antigen-induced airway hyperesponsiveness by a thromboxane synthetase inhibitor(oky046)in allergic dogs. Am Rev Respir Dis, 1986,134:258.

    7 Ebina M, Takahashi T, Chiba T, et al.Cellular hypertrophy and hyperplasia of airway smooth muscles underlying bronchial asthma. Am Rev Respir Dis, 1993,148:720.
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    8 James AL, Pare PD, Hogg JC. The mechanics of airway narrowing in asthma. Am Rev Respir Dis, 1989,139:242.

    9 Bramley AM, Tbomson RJ, Roberts CR, et al. Excessive bronchoconstriction in asthma is due to decreased airway elastance, Eur Respir J,1994,7:337.

    10 Sterk PJ. Improving asthma treatment:the physiological nessage. Eur Respir J, 1994,7:220.

    (1997年5月13日收稿,1998年12月31日修回), 百拇医药