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粟米草三帖皂苷对PDGF诱导的血管平滑肌细胞增殖的影响



全 文 :收稿日期:2010-10-28
*基金项目:江西省科技厅自然科学基金资助项目(No:2008ZGY0096);江西省卫生厅科技计划项目(No:20073214)
在原发性高血压进展中,血管平滑肌细胞
(VSMCs)的异常增殖是重要病理过程,导致血管壁
增厚,顺应性下降,管腔狭窄;同时VSMCs分泌众多
活性物质及细胞外基质成分也促进高血压的发展。
因此,抑制VSMCs增殖,是防治高血压的重要途径
之一[1]。
文章编号: 1005-8982(2011)08-947-04
·论著·
粟米草三帖皂苷对PDGF诱导的血管平滑肌
细胞增殖的影响*
干丽君 1,龚 帧 2,熊建军 2,李雪芹 2,吴周环 2,林 玲 2,李卫东 2
(九江学院 1 .护理学院,2.基础医学院,江西 九江 332000)
摘要:目的 研究粟米草三帖皂苷(MPTS)在体外对血小板源生长因子(PDGF)诱导大鼠血管平滑肌细胞
(VSMCs)增殖作用的影响及其机制。方法 原代培养大鼠血管平滑肌细胞,PDGF或PDGF与不同浓度MPTS
(1~27μmol/L)共同作用后,以MTT法检测细胞活力;western-blot检测细胞pERK1/2表达变化。结果 成功
培养血管平滑肌细胞;10ng/mL的PDGF促进VSMCs的增殖,而不同浓度MPTS作用后均可抑制PDGF诱
导的VSMCs增殖(P<0.05);并且,MPTS对PDGF诱导的pERK1/2活化有抑制作用(P<0.05)。结论 MPTS
对PDGF诱导的大鼠血管平滑肌细胞的增殖有抑制作用,其部分机制可能与下调pERK1/2活性有关。
关键词: 粟米草三帖皂苷;血小板源生长因子;ERK1/2;细胞增殖
中图分类号:R-332 文献标志码:A
Mollugo Pentaphylla Triterpenes Saponins effects on
vascular smooth muscle cell proliferation induced by
platelet-derived growth factor*
GAN Li-jun1, GONG Zhen2, XIONG Jian-jun2, LI Xue-qin2, WU Zhou-huan2,
LIN Ling2, LI Wei-dong2
(1.College of Nursing College, 2.College of Basic Medical Science, Jiujiang University,
Jiujiang, Jiangxi 332000, P.R.China)
Abstract: 【Objective】To investigate the effects of Mollugo Pentaphylla Triterpenes Saponins (MPTS) on
proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) induced by PDGF in vitro, and to explore the underly-
ing mechanism.【Methods】The primary cultured rat VSMCs were exposed to PDGF or PDGF combining vari-
ous concentrations of MPTS (1~27 μmol/L), and the proliferative activity of cells were determined by MTT as-
say. The effects of MPTS on expression of pERK1/2 were detected by western blot. 【Results】The primary
VSMCs were successfully cultured. In the concentration of 10 ng/mL, exogenous PDGF promoted the prolifera-
tion of VSMCs. However, various concentrations of MPTS inhibited proliferative activity of PDGF on VSMCs
(P <0.05). Furthermore, MPTS decreased the activation of pERK1/2 induced by PDGF (P <0.05).【Conclusion】
MPTS can inhibit the PDGF-induced growth of VSMCs, decrease of pERK1/2 activation might be one of its
mechanisms.
Key words: Mollugo Pentaphylla Triterpenes Saponins; platelet-derived growth factor; ERK1/2; cell prolif-
eration
第21卷第8期 中国现代医学杂志 Vol. 21 No.8
2011年3月 China Journal of Modern Medicine Mar. 2011
947· ·
粟米草(mollugo pentaphylla)为番杏科植物,性
味淡平,有清热解毒、利湿功能,主治腹痛泻泄,仓疥
肿毒等。其中丰富的黄酮类和甾体类化学成分,是抗
心血管疾病的药效物质基础[2]。我们前期研究表明,
粟米草提取物在非细胞毒剂量时对高血压大鼠有明
显的降压效果[3],其机制可能与下调VSMCs的线粒
体转录因子A(mtTFA)mRNA表达有关[4]。在此基础
上,本课题通过研究MPTS对PDGF诱导VSMCs增
殖的影响,进一步探讨其作用机制,为评价粟米草在
治疗高血压中的价值提供实验基础。
1 材料与方法
1.1 仪器与材料
CO-150细胞培养箱(New Brunswick Scientif-
ic),Multiskan MK3 酶标仪(Thermo),DMEM 干粉
(Gibco);超级新生小牛血清(FBS),杭州四季青生物
材料研究所;胰酶、四甲基偶氮唑蓝(MTT),AMRE-
SO产品;PDGF-BB、山羊抗人 pERK1/2 多克隆抗
体、二抗和ECL均购自 Santa Cruz公司。实验药物
使用DMSO溶解MPTS粉(九江学院基础医学院保
存),配制成1、3、9和 27 mmol/L的贮存液,使用时
按1∶1000比例加入培养液中,终浓度为1、3、9和
27μmol/L。对照组加入等量的DMSO。
1.2 大鼠VSMCs原代培养
将大鼠颈椎脱位处死,放入75%乙醇中浸泡5
min,T型切口剪开大鼠胸腹部皮肤及胸骨,暴露其
胸腹腔。上端沿主动脉弓,下端至隔的主动脉裂孔
处,无菌剪取长约5cm胸主动脉,移入置37℃的
DMEM液中,眼科镊剥除血管外层浆膜,漂洗2~3
次,沿纵轴剪开动脉,用单面刀片轻轻刮擦内膜表
面1~2次去除内皮细胞。眼科直剪将动脉剪碎至约
1mm3,用吸管将其均匀分布于100mL玻璃培养瓶
底,使种植块面反转向上,放入37℃、5%二氧化碳
孵箱内静置5h后,轻轻翻转培养瓶,使已贴壁的组
织块完全浸泡于培养液中,继续静置孵育。48h后半
量换液,72h后全量换液,以后每2~3d换1次液。
待细胞生长汇合至90%左右时用0.25%胰酶消化传
代。首次按1∶1传代(以后隔3~5d按1∶3传代),
免疫细胞化学法进行细胞鉴定,实验用第 4~8
代细胞。
1.3 MTT法检测细胞增殖
将VSMCs悬液以每孔1×104个细胞接种于96
孔细胞培养板,待细胞贴壁生长良好后吸去原培养
液,无血清培养12h后,以10ng/mL PDGF为刺激
增殖浓度。实验分为6组:MPTS分5个剂量组,终
浓度分别为0、1、3、9和27μmol/L(其中溶剂DMSO
终浓度均为0.1%);对照组(含10ng/mL PDGF的
DMEM)。每组均设6个复孔。加药后培养24、48和
72h,实验终止前加MTT(5mg/mL)20μL,继续培养
4h 后离心弃上清液,加DMSO 150μL,振荡 10 min,
溶解结晶物,酶联免疫检测仪上波长490nm处测各
孔吸光值。以空白对照调零,计算出药物对细胞生长
抑制率。抑制率计算公式:抑制率(%)=(1-药物组
OD值/空白组OD值)×100%,分别求得各组的细
胞抑制率。
1.4 Western blot
取处于对数生长期的细胞,不同浓度MPTS处
理 48h后,收集细胞,常规裂解提取胞浆及胞核蛋
白,取50μg总蛋白加入上样缓冲液煮沸3min变
性,经SDS-PAGE凝胶电泳,再电转移至PVDF膜,
封闭后与1∶1000稀释的l抗4℃孵育过夜,与1∶
20000稀释的二抗室温孵育1h,再与ECL温浴1
min后曝光、显影和定影。数据分析采用 Image Pro
Plus图像分析管理系统测定各条带密度与面积的乘
积为积分光密度,并进一步计算出每组的积分光密
度与β-actin的比率,以对照组为100%。
1.5 统计学分析
所有数据采用SPSS 11.5软件包进行分析。计
量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间显著性检
验采用t检验,检验水准为α=0.05。
2 实验结果
2.1 成功培育原代VSMCs
倒置相差显微镜观察,细胞培养在贴壁4~5d
后可见少量单个细胞从不同的组织块边缘游离出
来,细胞形态不一,多呈梭形或长梭形分布,传代后
VSMCs突起增多,细胞呈梭形或长梭形、放射性生
长,胞质伸展,较多分支状突起,细胞平行排列成束,
部分区域细胞重叠堆积生长,部分区域细胞呈单层,
高低起伏,细胞性状没有明显改变,呈现典型的平滑
肌细胞状生长。细胞经平滑肌肌动蛋白α-actin特
异性抗体染色后,90%以上的细胞呈染色阳性反应,
即光镜下显示细胞浆内有大量平行的丝条状染成黄
褐色颗粒,细胞核不染色,且经过多次传代后,平滑
肌细胞性状没有发生明显改变。而对照组细胞胞浆
内无相应黄褐色颗粒出现,即未加抗体的VSMCs则
中国现代医学杂志 第20卷
948· ·
组别 24h 48h 72h
粟米草皂苷0μmol/L 8.7±2.32 11.4±3.98 13.3±3.75
粟米草皂苷1μmol/L 10.3±3.56 13.9±2.37 18.6±4.56
粟米草皂苷3μmol/L 16.3±4.491) 28.0±4.781) 34.7±4.331)
粟米草皂苷9μmol/L 24.8±4.471) 37.9±4.392) 46.8±5.622)
粟米草皂苷27μmol/L 36.1±4.22) 45.2±4.992) 58.3±6.122)
注:1)与对照组比较,P<0.05;2)与对照组比较,P<0.01
附表 不同浓度MPTS作用不同时间VSMCs的
生长抑制率 (x±s,%)
A
A:原代培养细胞未经α-actin 染色;B:原代培养细胞经
α-actin染色
图1 原代培养大鼠动脉平滑肌细胞鉴定
B
呈阴性反应,见图1。
2.2 MPTS对VSMCs细胞增殖的影响
1μmol/L浓度以下的MPTS对细胞的生长抑制
作用不明显,无统计学意义;在3~27μmol/L浓度范
围内,随MPTS作用浓度的递增,VSMCs细胞生长
抑制率逐渐增加;细胞的生长抑制率与药物浓度有
明显的依赖关系。随着药物作用时间增加,生长抑制
率增加,说明在一定浓度范围内,MPTS对VSMCs
细胞增殖抑制作用有时间依赖关系,见附表。
2.3 MPTS对VSMCs pERK1/2表达的影响
Western blot结果显示,与对照组相比,不同浓
度MPTS作用48h后,VSMCs细胞pERK1/2水平下
降,且呈剂量依赖性,见图2。
不同浓度MPTS作用VSMC 48h后,裂解细胞,
提取蛋白用于Western blot分析。
3 讨论
心血管疾病的发病率和死亡率在很多国家居于
首位,而VSMCs异常增殖是动脉粥样硬化、高血压
等疾病的重要病理过程。抑制VSMCs增殖与迁移,
逆转血管构型可有效提高动脉粥样硬化,高血压等
患者的生存率和生存质量[1]。目前临床上只有少数药
物如血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体
拮抗剂等有类似的疗效。
粟米草为番杏科植物,包括星粟米草属和粟米
草属,有清热解毒、利湿等功能,而黄酮类和甾体类
化学成分则是其药效物质基础。本研究前期发现,
非细胞毒剂量的粟米草提取物对高血压大鼠有明
显的降压效果[3],其机制之一为粟米草皂甙对血清
诱导的VSMCs增殖有抑制作用[4]。在此基础上,本研
究以原代培养的大鼠动脉平滑肌为研究对象,采用
MTT法观察 MPTS 对 PDGF诱导的 VSMCs生长的
影响。结果显示,不同浓度MPTS作用 24、36和48h
后均可抑制PDGF诱导的VSMCs的生长(P<0.05,
P<0.01),并且这种抑制作用随着MPTS浓度增高
而增强。这一结果进一步证实MPTS抑制VSMCs增
殖可能是其抗高血压的作用基础。
PDGF主要来源于血小板的α颗粒,是一种较
第8期 干丽君,等:粟米草三帖皂苷对PDGF诱导的血管平滑肌细胞增殖的影响
注:1:VSMCs 未加药物处理;2:0.1% DMSO 处理组;3:
1μmol/L MPTS 处理组;4:3μmol/L MPTS 处理组;5:9μmol/L
MPTS处理组;6:27μmol/L MPTS处理组;覮与对照组比较,P<0.05
图2 MPTS对VSMC 内pERK1/2表达的影响
1 2 3 4 5 6
3
2
1
0
覮 覮 覮
1 2 3 4 5 6
β-actin
pERK1/2
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中国现代医学杂志 第21卷
强的促有丝分裂因子,促进多种细胞的分裂增殖,在
血管增殖病变起重要作用[5-6]。PDGF 3种异构体对
VSMCs都有促进增殖的作用,但是PDGF-BB作用
更强[7],因此本实验应用PDGF-BB诱导建立VSMCs
增殖模型。PDGF-BB诱导VSMCs增殖的分子机制
十分广泛,目前主要有两种途径:①PDGF与受体结
合后激活受体上的酪氨酸蛋白激酶,进而激活磷脂
酶 C,刺激肌醇磷酸产生三磷酸肌醇和甘油二酯
(DAG),DAG 激活蛋白激酶 C,促进基因转录[8];②
PDGF与受体结合后激活小分子G蛋白(ras蛋白),
通过 ras/GTP 逐级激活 MAPKKK/MAPKK/ERK 通
路,促进细胞的有丝分裂[9]。那么MPTS是在哪些环
节抑制PDGF诱导的VSMCs增殖呢?
本研究发现,MPTS 抑制 PDGF 诱导的 VSMC
增殖与胞外信号调控激酶(extracellular signal-regu-
lated kinase,ERK)信号通路存在关联。ERK1/2是最
重要的 MAPK 家族成员之一,包括两种异构体
ERK1和ERK2,主要介导细胞因子、生长因子的细
胞增殖效应,参与调节细胞的生长、分化和细胞周期
等生命活动[10]。ERK通路的激活途径包括酪氨酸激
酶受体、Ca2+及 PKC等。激活的pERK有多个下游
底物,如MNK-1、Elk-1、SAP-1等,对于Ras诱导的
细胞增殖反应起重要作用[10]。已有研究显示,黄酮类
化合物PD98059通过MEK抑制ERK的激活,削弱
细胞的增殖反应[11]。本研究结果提示,MPTS中的黄
酮类化学成份可能也具有PD98059类似的活性,抑
制PDGF诱导的pERK1/2活化,从而抑制了细胞增
殖相关基因的转录,最终导致细胞增殖减少。这一结
果表明MPTS抑制PDGF诱导的VSMC增殖作用与
ERK通路的活性密切相关,但具体机制尚需进一步
研究。
参 考 文 献:
[1] VOELKEL NF, TUDER RM. Cellular and molecular biology of
vascular smooth muscle cells in pulmonary hypertension [J]. Pulm
Pharmacol Ther, 1997, 10(5-6): 231-241.
[2] LIU KY, L H, GAO CL. The chemical constituents isolated from
mullugo pentaphylla[J]. Lishizhen Med Mater Med Res, 2009, 20
(8): 1916-1917. Chinese
[3] LI XQ, G C, LIU JY, LIN L. The effect of Mollugo pentaphylla
(M P) on blood pressure in spontaneous hypertension rats[J].
Shandong Medical, 2005, 45(17): 8-9. Chinese
[4] XIONG JJ G Z, WU ZHH, et al. The effect of Mollugo penta-
phylla (M P) on VSMCs proliferation and its mechanisms[J].
Shandong Medical, 2010, 50(18): 27-28. Chinese
[5] LI J, HUANG SL, GUO ZG. Platelet-derived growth factor stim-
ulated vascular smooth muscle cell proliferation and its molecular
mechanism[J]. Acta Pharmacol Sin, 2000, 21(4): 340-344.
[6] CHUNG CH, LIN KT, CHANG CH, et al. The integrin al-
pha2beta1 agonist, aggretin, promotes proliferation and migration
of VSMC th ough NF-kB translocation and PDGF production[J].
Br J Pharmacol, 2009, 156(5): 846-856.
[7] BATTEGAY EJ, RUPP J, IRUELA-ARISPE L, et al. PDGF-BB
modulates endothelial proliferation and angiogenesis in vitro via
PDGF beta-receptors[J]. J Cell Biol, 1994, 125(4): 917-928.
[8] GINNAN R, SINGER HA. PKC-delta-dependent pathways con-
tribute to PDGF-stimulated ERK1/2 activation in vascular smooth
muscle [J]. Am J Physiol Cell Physiol, 2005, 288 (6):
C1193-1201.
[9] SAKAKIBARA K, KUBOTA K, WORKU B, et al. PDGF-BB
regulates p27 expression through ERK-dependent RNA turn-over
in vascular smooth muscle cells [J]. J Biol Chem, 2005, 280(27):
25470-25477.
[10] CHANG F, STEELMAN LS, SHELTON JG, et al. Regulation of
cell cycle progression and apoptosis by the Ras/Raf/MEK/ERK
pathway (Review)[J]. Int J Oncol, 2003, 22(3): 469-480.
[11] YUANTAI W, TIANCAI W, QIU Z. PD98059 inhibits expres-
sion of pERK1 protein and collagen alpha1 (I) mRNA in rat
pancreatic stellate cells activated by platelet-derived growth fac-
tor[J]. Indian J Gastroenterol, 2005, 24(3): 100-103.
(张 蕾 编辑)
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