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编号:10274351
他汀类药对人脐静脉内皮细胞细胞间黏附分子-1表达的影响
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 2000年第8期
     作者:张新超 徐成斌 王申五

    单位:北京大学人民医院心内科 100044

    关键词:西司他汀类;细胞间黏附分子-1

    中华内科杂志000804 【摘要】 目的 观察氟伐他汀(Flu)和辛伐他汀(Sim)对肿瘤坏死因子(TNF)α诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)细胞间黏附分子(ICAM)-1表达的影响,探讨他汀类药物可能的非调脂抗动脉粥样硬化作用。方法 体外培养HUVEC,加TNFα (100 U/ml)及1×10-8~1×10-5mol/L浓度Flu或Sim,共孵育6、12和24 h,采用细胞ELISA、流式细胞技术和逆转录-聚合酶链反应测定ICAM-1蛋白及mRNA水平表达。 结果 Flu和Sim皆对TNFα诱导的ICAM-1蛋白表达及ICAM-1 mRNA表达有抑制作用,呈浓度依赖性和时间依赖性特征。结论 Flu和Sim抑制TNFα诱导的HUVEC ICAM-1表达,可能对阻止血单核细胞向血管内皮细胞集和黏附、延缓动脉粥样硬化的发生和发展有一定作用
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    Inhibtory effect of fluvastatin and simvastation on expression of intercelluar ashesion molecule-1 in human umbilical vein endothelial cells

    ZHANG Xinchao XU Chengbin WANG

    (Shenwu Peopie's Hospital Beijing Univesity Beijing 100044,China)

    Abstract Objective To oserve the influnce of fluvseation on TNF a-induced espression of int4relleuar ahesion molecule-1 (ICAM-1)i human umbilical vein endithelia cells (HUVEC )and to investigate the non-lipid mechanisms of 3-hydroxy-3-methyi-giutaryl conenzyme A (HMG-CoA) teductase inhilitons on annti-atherocslersis Methods The expresson of ICAM -1 in protein lvel and mPNA level es detected with enothelial cell enzyme ;inled immunosotbent assy flow eyterric technique ans RT -PCR
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    Results Fluvastatin and simvastatin of 1×10-8~1×10-5mol/L at 24-hour coincubation could inhibit TNF(-induced expression of ICAM-1 in HUVEC. The inhibition of ICAM-1 expression was also found respectively in fluvastatin of 1×10-7~1×10-5mol/L and simvastatin of 1×10-8~1×10-5mol/L at 12-hour coincubation , 1×10-6~1×10-5 mol/L fluvastatin and 1×10-7~1×10-5mol/L simvastatin at 6-hour coincubation. Their inhibitory effects were concentration-dependent and time-dependent. Conclusion The inhibition of ICAM-1 expression in HUVEC and reduction of ICAM-1-dependent monocytes adhesion to endothelium by fluvastatin and simvastatin may crucially contribute to the clinical benefits of HMG-CoA reductase inhibitors on coronary artery disease, independent of cholesterol-lowering effects.
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    【Key words】 Cystatins; Intercellular adhesion molecule-1

    细胞间黏附分子(ICAM)-1在介导单核细胞向内皮黏附、迁移过程中起了极其重要的作用[1-3]。应用药理途径降低ICAM-1等相关细胞黏附分子的表达或功能可阻抑或减少动脉粥样硬化发生[3]。有报告3-羟基3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂对临床心血管病事件的有益效应可能尚涉及调脂以外的作用[4]。我们研究氟伐他汀(Flu)和辛伐他汀(Sim)对肿瘤坏死因子(TNF)α诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC )ICAM-1表达的影响,以探讨他汀类药物可能的非调脂抗动脉粥样硬化机制。

    材料与方法

    一、HUVEC培养及鉴定与细胞毒性试验
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    0.25%胰蛋白酶(Gibco公司)消化脐静脉内皮,以20%胎牛血清的M199(Gibco公司)培养至融合状态,用0.25%胰蛋白酶和0.02% EDTA混合液消化、传代,传代培养液含有内皮细胞生长因子20 μg/ml(ECGF,Boehriner Mannheim公司)、肝素50 μg/ml。培养的HUVEC其细胞形态学符合内皮细胞特征,抗人VIII因子抗体染色阳性。2~3代内皮细胞用于下述实验。细胞毒性试验采用Typan Blue染色,细胞记数方法,本研究所用的Flu(北京诺华制药有限公司)和Sim(默沙东中国有限公司)浓度无任何毒性,细胞存活率达96.0%以上。

    二、细胞ELISA

    生长良好的内皮细胞用0.25%胰蛋白酶和0.02% EDTA混合液消化,以5×104~1×105个细胞/孔接种于96孔板(Costar公司),待细胞完全融合生长,换2% 胎牛血清的M199过夜,然后用5% 胎牛血清的M199培养,并加TNFα 100 U/ml(Promega 公司)、TNFα 100 U/ml + Flu 1×10-8~1×10-5mol/L、TNFα 100 U/ml + Sim 1×10-8~1×10-5mol/L,孵育时间分别为6、12、24h。0.05% Tween-PBS、PBS洗;0.25%戊二醛固定20 min,2%脱脂奶粉37℃封闭2 h,PBS清洗;1:1000 抗人ICAM-1单克隆抗体(100 μg/ml,Santa Cruz公司)50 μl、 4°C过夜,PBS洗;1:500抗鼠生物素标记IgG(1.5 mg/ml,Vector公司)50 μl、37℃孵育1 h,PBS洗;1∶500亲和素标记辣根酶(1.0 mg/ml,Vector公司)50 μl 、37°C孵育1h,PBS洗;0.06% DAB(含0.03% H2O2,中山公司)60 μl 、室温30 min,2M H2SO4 40 μl中止反应,492 nm酶标仪读数吸光度(A)值。每个观察值设5个复孔,实验重复2次。
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    三、流式细胞技术

    融合生长良好的内皮细胞,换2%胎牛血清M199过夜,然后用5%胎牛血清M199培养,并加TNFα 100 U /ml、TNFα 100 U/ml + Flu 1×10-5mol/L、TNFα 100 U/ml + Sim 1×10-5mol/L共孵育24 h。 0.25%胰蛋白酶和0.02% EDTA混合液消化,PBS收集细胞,1 200~1 600 r/min 离心10 min,弃上清;1:200 ICAM-1单克隆抗体重悬细胞,4°C 孵育1 h,10倍量PBS重悬,离心弃上清;1∶100 荧光素标记抗鼠IgG(1.4 mg/ml,Jackson 公司)重悬细胞,4℃孵育1 h,10倍量PBS重悬,离心弃上清;0.5 ml PBS重悬细胞,流式细胞仪(FACSort BD)检测其平均荧光强度,每个观察值检测4次。

    四、逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)
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    细胞总RNA提取:采用异硫氰酸呱-酚-氯仿(Gibco公司)一步抽提法。RT:AMV(10 U/ μl,Promega公司)1 μl、5×RT缓冲液4 μl、RNAsin(40 U/μl,Sabc公司)0.5 μl、随机引物(500 μg/ml,Promega公司)1 μl、dNTP(10 mmol/L,Sigma公司)2 μl、RNA 1 μg、补水至20 μl 体积,37℃ 1 h逆转录反应,95℃ 5 min灭活AMV。PCR反应体系为 cDNA 2 μl、Taq 酶(5 U/ μl,北京医科大学免疫实验室)0.5 μl、10×buffer 3 μl、dNTP 1.5 μl、Mg2+ 1.5 μl、上游引物和下游引物(赛百盛公司合成)各0.5 μl、补水至30 μl体积。PCR反应条件为预变性94℃ 3 min、变性94℃ 40 s、退火57℃ 60s、延伸72℃ 60 s、循环35轮,后延伸5 min。ICAM-1引物序列[5]正义:5′-GTCCCCCTCAAAAGTCATCC-3′ (105-124),反义:5′-AACCCCATTCAGCGTCACCT-3′ (1028-1047);GAPDH引物序列正义:5′-CGGAGTCAACGGATTTGGTGG-TAT-3′,反义:5′-AGCCTTCTCCATGGTGGT-GAAGAC -3′。PCR产物在1%琼脂糖凝胶电泳,紫外灯下照片。ICAM-1 943 bp,GAPDH 306 bp。PCR Marker购自Sabc公司。
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    五、统计学处理

    结果以均数±标准差表示,数据处理采用方差分析与 t 检验,P<0.05统计学上差异有显著性。

    结果

    一、细胞ELISA

    1. TNF α刺激HUVEC不同时间的ICAM-1表达:HUVEC经100 U/ml TNFα刺激6、12和24 h后,ICAM-1表达呈时间依赖性明显增高(P<0.001)。而HUVEC基础表达ICAM-1的A值不随时间延长而增高(P>0.05)。

    2. Flu和Sim对TNFα诱导的ICAM-1表达的影响:1×10-6~1×10-5mol/L Flu和1×10-7~1×10-5mol/L Sim可抑制TNFα诱导6 h的ICAM-1表达,1×10-8~1×10-7 mol/L Flu和1×10-8mol/L Sim无作用;1×10-7~1×10-5mol/L Flu和1×10-8~1×10-5mol/L Sim可抑制TNFα诱导12 h的ICAM-1表达;1×10-8~1×10-5mol/L Flu和 Sim与TNFα共作用24 h,其对ICAM-1蛋白表达皆有抑制作用。 Flu和 Sim对TNFα诱导的 ICAM-1表达的抑制效率呈浓度依赖性和时间依赖性,即随作用时间延长、浓度增大,抑制作用增加。
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    二、流式细胞检测结果

    TNFα诱导的HUVEC ICAM-1表达平均荧光强度为50.77±6.20,10-5mol/L Flu和10-5mol/L Sim与TNFα共孵育24 h,HUVEC表达ICAM-1的平均荧光强度为28.78±3.44和23.49±2.94,两者明显抑制TNFα诱导ICAM-1的表达(P<0.05)。

    三、 Flu和 Sim对TNFα诱导的ICAM-1 mRNA表达的影响

    RT-PCR结果显示, Flu和 Sim可明显抑制TNFα诱导的HUVEC ICAM-1 mRNA的表达(图1)。

    图1 他汀类药物对TNFα诱导的HUVEC ICAM-1 mRNA表达的抑制影响
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    讨论

    90年代以来,研究人员发现人冠状动脉弥漫性增厚的内膜内皮细胞和粥样斑块的内皮细胞表达ICAM-1,并认为ICAM-1在内皮细胞表达的作用涉及单核细胞、淋巴细胞向内皮的黏附及迁移[6-8],TNFα、白细胞介素(IL)-1、干扰素(IFN)γ等细胞因子可诱导ICAM-1表达。本组结果也显示,TNFα可时间依赖性诱导HUVEC ICAM-1表达。

    不久前,研究人员从人动脉粥样硬化病变的巨噬细胞等细胞中检出TNFα、IL-1、IFNγ,还发现斑块中单核/巨噬细胞合成和表达PDGF、TGFβ,充分说明了细胞因子和生长因子及其相互作用在动脉粥样硬化发生、发展过程中的重要意义,抑制这些因子的激活可从相应环节起到抗动脉粥样硬化的效果。此外,由于巨噬细胞能分泌基质降解金属蛋白酶(MMP)降解细胞外基质成分,T淋巴细胞可释放IFNγ抑制平滑肌细胞表达间质性胶原基因,二者皆大大消弱斑块纤维帽,因而,斑块下密度高、功能活跃的单核/巨噬细胞、T淋巴细胞又是促进斑块不稳定或趋于破裂的重要因素。近年来,应用他汀类药的大规模临床试验(一、二级预防试验和斑块消退试验)所获得的与降血浆胆固醇不成比例的冠心病临床事件的减少及心血管病病死率的降低,引发了人们对其调脂以外的抗动脉粥样硬化作用的重视,本研究证实 Flu和 Sim可明显抑制TNFα诱导的HUVEC ICAM-1表达,其作用并呈时间和浓度依赖性,从阻抑血单核细胞与内皮细胞黏附及向内皮下迁入的视角,揭示了他汀类药又一可能的非调脂抗动脉粥样硬化机制。最近有动物实验显示,HMG-CoA还原酶抑制剂可减少内膜和中膜的巨噬细胞,有益于防止动脉粥样硬化并使斑块趋于稳定[9]
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    已有研究发现,较之正常对照,高胆固醇血症患者的血单核细胞与内皮细胞的黏附明显增加,洛伐他汀和 Sim可抑制单核细胞CD11b表达,同时明显降低此增高的黏附状态;给高胆固醇血症大鼠服用 Flu,其白细胞对血小板激活因子(PAF)和白三烯B4刺激的黏附及迁移反应明显受抑, Flu还阻抑PAF及白三烯B4诱导的白细胞滚动速率的降低[10,11]。我们的研究发现, Flu和 Sim可抑制TNFα诱导的HUVEC的ICAM-1蛋白及mRNA表达,进而抑制ICAM-1依赖性的单核细胞-内皮细胞黏附,其终效就在为阻抑动脉粥样硬化病变的发生,发展以及益于动脉 硬 化斑块趋于稳定,该作用独立于降胆固醇之外。此外,已有诸多研究表胆,ICAM-1介导的单核细胞-内皮细胞黏附还在心肌缺血-再灌注损伤,冠状动脉成形太后再狭窄中起重要作用。因此,不难理解他汀类药物这种抑制单核-内皮细胞黏附的机制在其防治冠心病不良后果的总体交应中占有重要地位。

    参考文献
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    1,骏田直俊,福地义之助,松濑健,他. Borg Scale を用た定量的呼吸困难性指标の导入. 日胸疾会,1990,28:1471-1475.

    2,有田健一,平本雄彦,生越正史,他.运动负荷时の生理学死腔と死腔换气率.呼と循, 1982,30:102-107.

    3,Bradley GW, Hale T, Pimble J, et al. Effect of vagotomy on the breathing patten and exercise ability in emphysematous patients. Clin Sci, 1988,62:311-314.

    (收稿日期:1999-08-15), 百拇医药