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编号:10281481
IL-1β对AVP诱导大鼠心脏成纤维细胞胶原合成的抑制作用
http://www.100md.com 《细胞与分子免疫学杂志》 2000年第3期
     作者:徐海丽 赵连友 杨学东 乔怀宇 彭育红 陈永清

    单位:徐海丽(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038);赵连友(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038);杨学东(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038);乔怀宇(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038);彭育红(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038);陈永清(第四军医大学唐都医院心内科,陕西西安710038)

    关键词:白介素1β;心脏成纤维细胞;胶原合成;精氨酸加压素

    细胞与分子免疫学杂志000318

    摘要:目的探讨白介素1β(IL-1β)对精氨酸加压素(AVP)诱导的新生SD大鼠心脏成纤维细胞(CF)胶原合成的影响。方法采用3H脯氨酸掺入法,观察IL-1β对AVP诱导的CF胶原合成的影响。结果(1)在基础状态下,1×105U/LIL-1β组CF3H脯氨酸掺入率为(94.7±21.4)cpm/5×103细胞,较对照组〔(165.7±31.2)cpm/5×103细胞〕显著降低(P∨0.05);(2)CF3H脯氨酸掺入率随AVP作用浓度的增加而增高,其中10-7,10-6mol/LAVP组的CF3H脯氨酸的掺入率分别为:(541.3±95.8和565±72.4)cpm/5×103细胞,明显高于对照组〔(165.7±31.2)cpm/5×103细胞,P均∨0.01〕;(3)IL-1β可以浓度依赖的方式抑制10-7mol/LAVP诱导的CF3H脯氨酸掺入率,其中1×105U/LIL-1β+AVP组和2×105U/LIL-1β+AVP组CF3H脯氨酸的掺入率分别为:(271.3±42.2和219.7±37.1)cpm/5×103细胞,较AVP组明显降低(分别为P∨0.05,P∨0.01)。结论IL-1β可抑制基础状态下和AVP诱导的CF合成胶原,对逆转高血压病心肌肥厚可能有一定的作用。
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    中图号:R392 文献标识码:A 文章编号:1007-8738(2000)03-0234-03▲

    The inhibitory effects of IL-1β on the collagen synthesis in rat cardiac fibroblasts induced by arginine vasopressin

    XU Hai-li ZHAO Lian-you YANG Xue-dong QIAO Huai-yu PENG Yu-hong CHEN Yong-qing

    (Department of Cardiology, Tangdu Hospital, Fourth Military Medical University, Xi'an 710038, Shaanxi Province, China )
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    Abstract: Aim To investigate the effect of IL-1β on collagen synthesis in CF of neonatal SD rat under basal and AVP induced conditions. Methods Collagen synthesis was measured by 3H proline incorporation. Results (1)Under basal condition, 3H proline incorporation value of 1× 105U/L IL-1β group〔(94.7± 21.4)cpm/5× 103 cells〕 was lower than that of control group〔(165.7± 31.2)cpm/5× 103 cells〕 (P∨ 0.05); (2)AVP increased 3H proline incorporation in CF in a concentration dep endent manner. 3H proline incorporation values of 10 7 and 10 6 mol/L AVP group(541.3± 95.8 and 565± 72.4 cpm/5× 103 cells,respectively)were higher than those of control (165.7± 31.2 cpm/5× 103 cells)(both P∨ 0.01); (3)IL-1β decreased 3H proline incorporation in CF in a concentration dependent manner under 10 7 mol/L AVP induced condition. 3H proline incorporation values of 1× 105U/L IL-1β + 10 7 mol/L AVP and 2× 105U/L IL-1β + 10 6mol/L AVP group (271.3± 42.2 and 219.7± 37.1 cpm/5× 103 cells, respectively) were lower than those of 10 7 mol/L AVP group(P∨ 0.05 and P∨ 0.01, respectively). Conclusion IL-1β decreases collagen synthesis in CF under basal and AVP induced conditions, which may be beneficial to the treatment of myocardial hypertrophy during hypertension.
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    Keywords: interleukin 1β ; collagen synthesis; cardiac fibroblat; arginine vasopressin▲

    心肌间质细胞的异常增殖及胶原合成的异常增多,是高血压导致左室肥厚重要病理变化的原因之一,表现为心肌胶原过度增生、沉积和心肌纤维化,并使心肌胶原增多的程度超过心肌细胞肥大的程度。现已证实,精氨酸加压素(AVP)作为心血管调节肽与高血压所致左室肥厚有关〔1,2〕。文献报道〔3〕,白介素1(IL-1)可抑制基础状态下心肌CF增殖,但对胶原合成的影响尚未见报道。我们采用培养的SD大鼠CF,以3H脯氨酸掺入法,观察了不同浓度的IL-1β,AVP及AVP加IL-1β共同干预,对大鼠CF胶原合成的影响,旨在探讨IL-1β与高血压病心肌间质胶原合成的关系。

    1 材料和方法

    1.1材料AVP为美国PeninsularLab产品。DMEM培养液购于Gibco公司。胰蛋白酶购于美国Sigma公司。胎牛血清为浙江金华市清湖犊牛利用研究所产品。3H脯氨酸为中国原子能研究所产品,放射性浓度为3.7×1010Bq/L。IL-1β为北京邦定生物医学公司产品。闪烁液为18.1mmol/L
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    POPOP的二甲苯溶液,系西安化学试剂厂产品。

    1.2方法

    1.2.1CF的培养与鉴定①CF的培养:在无菌条件下,取出生后2~3dSD大鼠(本校实验动物中心提供)的心室,用胰蛋白酶消化法分离CF,并以反复差速贴壁法纯化CF,然后接种于100mL培养瓶中(培养基的组成:DMEM+100mL/L胎牛血清+1g/L青链霉素,pH7.2~7.4),于37℃,50mL/LCO2条件下培养。实验采用3~4代的细胞。②CF的鉴定:培养的细胞在倒置相差显微镜下具有成纤维细胞的典型形态:即细胞呈梭形、多角形,细胞质透明、显得很薄,细胞核明显大呈椭圆形,颜色淡,常含有2~3个核。经免疫组织化学SABC法染色,纤维连接蛋白呈阳性,血管平滑肌肌动蛋白呈阴性,符合成纤维细胞的染色特征。

    1.2.23H脯氨酸掺入实验取对数生长期的CF,经2.5g/L胰蛋白酶消化后,用含100mL/L胎牛血清的DMEM液调节细胞密度为2.5×107个/L,加入96孔培养板中,每孔分别加入200μL,静置培养至细胞接近融合。弃上清,加入无血清DMEM,继续培养24h。分别加入不同试剂,继续培养48h后,加入3H脯氨酸(92.5mBq/L)和维生素C(5×104μg/L),再经4h用2.5g/L胰蛋白酶消化细胞至呈细胞悬液,收集细胞至玻璃纤维滤纸上,烤干。将玻璃纤维滤纸置于闪烁计数管中,每管加入闪烁液0.5mL,用液态闪烁计数仪测定每管的cpm值。每个浓度设4个复孔。实验数据以均数±标准差(±s)表示,组间差别采用t检验。
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    1.3实验分组(1)IL-1β组:又分为两个亚组,即对照组和1×105U/LIL-1β干预组。(2)AVP组:按加入AVP的浓度(0,10-9,108,107,10-6mol/L)的不同,又分为5个亚组。(3)AVP+IL-1β组:在给予107mol/LAVP干预的基础上,分别加入0,0.2,0.5,1,2×105U/L的IL-1β。

    2 结果

    2.1IL-1β对3H-脯氨酸掺入CF的影响基础状态下,空白对照组与1×105U/LIL-1β干预组对CF掺入3H脯氨酸的值分别为(165.7±31.2)cpm和(94.7±21.4)cpm,IL-1β干预组明显低于对照组(P∨0.05,图1)。

    图1 1×105U/LIL-1β对胶原合成的影响
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    Fig 1 Effect of IL-1β of 1× 105U/L on collagen synthesis in CF aP∨ 0.05, vs control group.

    2.2AVP对3H脯氨酸掺入CF的影响用不同浓度(109,108,107,106mol/L)的AVP刺激CF48h后,掺入3H脯氨酸的cpm值分别为:184±58.9,226±40.6,541.3±95.8和565±72.4。其中107和106mol/LAVP组与对照组相比较明显升高(P∨0.01,图2)。

    图2不同浓度的AVP对CF胶原合成的影响

    Fig 2 Effects of different concentrations of AVP on collagen synthesis in CF aP∨ 0.05, vs control group.
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    2.3IL-1β对AVP诱导的CF3H脯氨酸掺入的影响于1×107mol/L的AVP刺激48h培养的CF中,分别加入不同浓度(0,109,108,107,106mol/L)的IL-1β,继续培养48h,检测3H脯氨酸掺入的cpm值依次为:541.3±95.8,523±72.6,419.3±65.1,271.3±42.2和219.7±37.1,其中1×105U/L和2×105U/LIL-1β组与对照组相比较明显降低(P∨0.05,图3)。

    图3不同浓度IL-1β对AVP诱导的CF胶原合成的影响

    Fig 3 Effects of different concentrations of IL-1β on collagen synthesis in CF induced by AVP aP∨ 0.05, bP∨ 0.01 vs control group.
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    3 讨论

    脯氨酸是CF胶原合成的重要底物,测定3H脯氨酸掺入率可灵敏地反映CF胶原合成的能力〔4〕。本文结果显示,1×105U/L的IL-1β可使基础状态下CF3H脯氨酸的掺入率降低,说明IL-1β在基础状态下能够抑制CF合成胶原。结果还显示,1×109mol/L和1×108mol/L的AVP对CF3H脯氨酸的掺入率无明显影响;而1×106mol/L和1×107mol/L的AVP对CF摄取3H脯氨酸的cpm值则明显增加,说明AVP有明显的促进CF合成胶原的作用,而且具有浓度依赖性,随着AVP刺激浓度的增加,促进CF合成胶原的作用越明显。但用1×105和2×105U/L的IL-1β作用于AVP介导的CF后,能明显抑制其3H脯氨酸的掺入率;而2×104和5×104U/L的IL-1β未观察到此种作用,提示IL-1β抑制CF合成胶原的作用与IL-1β的浓度成负相关。以上结果表明,AVP及IL-1β均参与了CF胶原合成的调节。
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    心肌间质网络(ECM)主要由CF生成的胶原组成。ECM是多层次、多方位复杂的三维空间结构,对心肌细胞起着支架保护、连接固定、力的传导以及供给营养的作用。在高血压时,左室后负荷增加可引起结构适应性变化,其病理变化不仅是心肌实质细胞在细胞和分子水平上结构和功能的改建,还有ECM的改变。因此,研究心肌间质增殖及胶原合成的调节与影响因素,对阐明心肌肥厚的发生机制及治疗均有非常重要的意义。已有研究证实,高血压间质网络的增生,先是CF中胶原基因的表达增强和胶原产生增加,随后为CF增生。新增生的CF可再产生、分泌胶原,进一步促使胶原的储蓄〔5〕。而心肌中胶原的含量及胶原所占容积比值的增加,主要受心脏体液因素调控,由多种生长因子及血管活性物质所介导〔6〕。AVP是下丘脑合成、由9个氨基酸组成的神经内分泌多肽,具有明显地收缩血管和抗利尿作用。目前研究表明,在高血压状态下血浆中AVP的水平明显升高,而在伴有高血压左室肥厚时,血浆中AVP的水平更高〔7,8〕,表明AVP与高血压及高血压性心肌肥厚有关。国内研究表明,1096~107mol/L的AVP直接作用于培养的心肌细胞(MC)72h后,其DNA合成明显增多,从而可导致其编码蛋白的合成增多,而导致MC肥大。本研究结果表明,AVP能促进CF合成胶原,进一步证实了AVP在高血压性心肌肥厚中的作用。IL-1被认为是细胞间信号传递最基本的介质,具有广谱的多功能活性〔9〕。它不仅对不同来源的细胞有刺激及抑制增殖的作用,而且对不同来源的细胞有刺激及抑制其合成胶原的作用。IL-1在左室重构过程(包括:心肌肥厚、心肌纤维化和功能不全)中为重要的调节分子〔10〕。我们观察了IL-1β对CF合成胶原的作用。结果表明,IL-1β对基础状态下和AVP诱导的CF合成胶原均具有明显的抑制作用,但其作用机制有待进一步研究。本研究证实心肌间质改变在高血压所致左室肥厚中具有重要的作用,对研究高血压患者心肌间质的增生及调控提供了一定的实验依据。■
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    作者简介:徐海丽,女,40岁,主治医师,现为98级基金班学员原单位:北京市朝阳区东三里屯 1号院,武警北京总队医院内三科,100027,Tel.(010)65093182(H);导师. 2000 by J Cell Mol Immunol Press www.immunology. net/jcmi; Email. immuedit@fmmu.edu.cn

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    收稿日期:2000-01-14

    修回日期:2000-02-16, 百拇医药