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Effects of Scutellaria baicalensis stem-leaf total flavonoid on proliferation of vassel smooth muscle cells stimulated by high triglyceride blood serum

黄芩茎叶总黄酮对高甘油三酯血清刺激的VSMCs增殖的影响



全 文 :黄芩茎叶总黄酮对高甘油三酯血清刺激的
VSMCs增殖的影响
罗雪磊,周晓霞,苏佩清,朱网娣
(扬州大学 医学院,江苏 扬州 225009)
[摘要] 目的:观察黄芩茎叶总黄酮(SSTF)对单纯高甘油三酯血清(HTG)刺激的血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖的抑制
作用及可能的分子机制。方法:体外培养大鼠胸主动脉VSMCs,HTG诱导其增殖,观察SSTF对细胞增殖、细胞周期、CO含量、
血红素氧化酶1(HO1)和ERK/pERK蛋白表达的影响。结果:500mg·L-1的SSTF可明显抑制HTG诱导的VSMCs增殖,增
加VSMCs培养上清液中CO的生成量,抑制细胞周期进程(P<005,P<001),并呈时间和剂量依赖趋势;500mg·L-1的
SSTF显著诱导细胞ERK/pERK蛋白的表达(P<001),但是对 HO1蛋白的表达无影响。结论:SSTF通过阻滞细胞周期进
程直接参与抑制VSMCs增殖的作用,ERK信号通路可能参与SSTF介导的细胞保护作用。
[关键词] 黄芩茎叶总黄酮;高甘油三酯血清;VSMCs;HO1;ERK
[收稿日期] 20090625
[基金项目] 扬州大学自然科学基金课题(PK0513124)
[通信作者] 周晓霞,教授,主要从事心血管方面的研究,Tel:
(0514)87978856,Fax:(0514)87978856,Email:xxzhou@yzu.edu.cn
  血管平滑肌细胞(vascularsmoothmuscle
cels,VSMCs)增殖是许多心血管疾病的共同病
理过程。血红素氧化酶1(hemeoxygenase1,
HO1)是一种细胞应激性保护蛋白,该酶通过其
代谢产物一氧化碳(carbonmonoxide,CO)、铁、
胆绿素、胆红素发挥调节细胞生理的功能[1]。诸
多研究表明:HO1/CO系统与 VSMCs的增殖和
凋亡有着密切的关系。细胞外信号调节激酶(ex
tracelularsignalregulatedkinase,ERK)广泛存在
于多种细胞内,调节细胞的增殖、分化、迁移等生
物学行为。黄芩茎叶总黄酮(Scutelariabaicalen
sisstemleaftotalflavonoid,SSTF)为黄芩茎叶的提
取物,其主要成分为黄酮类化合物,SSTF具有降
血压、抗氧化及改善心脑血管的供血等广泛的药
理活性[24]。有研究初步表明,SSTF可以抑制高
甘油三酯血清刺激的 VSMCs增殖[5]。本研究利
用组织细胞培养技术,进一步观察了 SSTF对甘
油三酯血清刺激的 VSMCs增殖的抑制作用并对
其作用机制进行了初步探讨。
1 材料
1.1 动物 雄性 SD大鼠,180g左右,清洁级,由
扬州大学比较医学中心提供,许可证号 SCXK(苏)
20020009。
1.2 药物 SSTF由承德医学院中药研究所植化研
究室提供,含量为 6108%(以总黄酮计),批号
010408。
1.3 正常人血清与高甘油三酯血清 分别来源于
扬州市中医院检验科健康体检的正常人与单纯高甘
油三酯血症患者的混合血清。
1.4 试剂 DMEM培养粉(GIBCO公司,批号
12100046);新生牛血清(杭州四季青生物工程材料
有限公司,批号040509);MTT(上海生工生物工程
有限公司,批号 298931);hemin(BBI原装,批号
15489904,HO1特异性诱导剂);hemoglobin(Sig
ma分装,批号H3760);SP抗兔试剂盒和DAB显色
试剂盒(中杉金桥生物工程公司);山羊抗大鼠heme
oxygenase1(M19)、兔抗大鼠 ERK(E4)及小鼠抗
大鼠pERK(C16)均购自 SantaCruz公司;兔抗大
鼠βactin、兔抗大鼠 GAPDH和兔抗羊 lgGHRP、羊
抗兔lgGHRP、山羊抗小鼠 lgGHRP均购自武汉博
士德生物工程有限公司。
1.5 仪器 L/JB型二氧化碳孵箱(美国 SHEL);
XDS1型倒置相差显微镜(中国重庆);LeicaDMR
型荧光显微镜(德国 Leica);CA14802型超净工
作台(中国上海);EL×800型酶标仪(美国 Bio
Tek);FACSAria型流式细胞仪(美国 BD);Power
Pac200/300型电泳仪和转膜仪(美国 BioRad)。
2 方法
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2.1 VSMCs的培养和鉴定 雄性 SD大鼠乙醚麻
醉,无菌条件下取胸主动脉的中膜,采用贴块培养法
进行原代培养,10d左右50%的组织块周围均有细
胞生长且连接成片时进行传代,以后每3~4d进行
1次传代,实验用第 4~8代细胞。α肌动蛋白染
色>98%的细胞染色呈阳性。
2.2 人正常血清与单纯HTG的制备 收集人正常
血清及 HTG,分别混合后 56℃水浴 30min,并过
022μm滤膜除菌。全自动生化分析仪测得人单纯
HTG中总胆固醇含量(468mmol·L-1)和血糖含
量(50mmol·L-1)都属于医院正常范围,而甘油
三酯含量为358mmol·L-1,远高出医院该指标正
常范围(055~182mmol·L-1),说明本实验选用
的刺激因素是单纯高甘油三酯血清而非混合型高脂
血清。
2.3 SSTF作用浓度和作用时间的确定 临用前先
用01mol·L-1NaOH溶液助溶,再用 DMEM培养
液配成不同浓度,pH72。测试分组设置为正常组:
5%人正常血清;模型组:5%人 HTG;药物组:5%人
HTG+SSTF100,200,300,400,500mg·L-1;空白
对照组:5%人 HTG(不加细胞只加培养基)。采用
MTT法按上述分组确定最佳作用浓度及最佳作用
时间(设24,48,72h3个时间段)。细胞以3×104
个/mL密度接种于96孔板,用含5%人正常血清的
DMEM培养24h后,换无血清DMEM静止培养24h
(每组6孔)继续培养。实验结束后每孔加入 MTT
溶液(5g·L-1)20μL,37℃继续孵育4h,弃去培
养液,每孔加DMSO015mL,振荡均匀后于酶标仪
490nm波长测A值。
2.4 实验分组 ①C组(对照组):5%人正常血
清;②HTG组(模型组):5%人 HTG;③HTG+SSTF
组(药物组):5%人 HTG+SSTF500mg·L-1;④
HTG+hemin(氯化血红素)组(阳性对照组):5%人
HTG+hemin100μmol·L-1。
2.5 流式细胞术测细胞周期 细胞接种于50mL
培养瓶,用含 5%人正常血清的 DMEM培养 24h
后,换无血清 DMEM静止培养 24h,实验分组同
24,继续培养48h后收集细胞,加入DHank's液重
悬细胞,移入15mLEp管中,加入 -20℃预冷的
无水乙醇,使其终浓度为70%,4℃至少固定18h;
DHank's液洗细胞3次,加入碘化丙叮和 RNaseA,
37℃孵育30min后置于流式细胞仪进行细胞 DNA
分析(碘化丙叮染液和 RNaseA终质量浓度分别为
50,20mg·L-1)。
2.6 酶联免疫法测定COHb的含量 溶液中的CO
很容易与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白(Car
boxyhemoglobin,COHb),通过测定培养基中 COHb
含量可以间接反映 CO的生成,COHb测定参照
Morita等[6]方法:消化单层培养细胞,以3×104个/
mL密度接种于96孔培养板中,用含5%人正常血
清的DMEM培养24h后,换无血清 DMEM静止培
养24h,实验分组同24(每组6孔),继续培养48h
和72h。实验结束前1h每孔加入牛血红蛋白50
μmol·L-1,选择570nm波长,在酶标仪上测定各
孔培养上清液的A值。
2.7 WesternBlot检测蛋白表达 细胞以 3×104
个/mL密度接种于50mL培养瓶,用含5%人正常
血清的 DMEM培养24h后,换无血清 DMEM静止
培养24h,实验分组同24,继续培养72h。细胞收
集在15mLEP管,按说明书加入 RIPA裂解液和
PMSF,冰上裂解 30min,4℃,12000×g离心 15
min,收集上清转移到05mLEP管,每组取100μg
总蛋白进行 SDSPAGE电泳。PVDF膜 BioRad湿
转,350mA转100min,室温封闭1h,一抗4℃冰箱
孵育过夜(1∶500),洗膜后二抗室温孵育 2h(1∶
500),洗膜后DAB显色。
2.8 统计学处理 运用 SPSS100软件进行统计
学处理分析,计量资料以珋x±s表示,采用用t检验和
ANOVA方差分析。
3 结果
3.1 不同时间、不同浓度SSTF对VSMCsMTT代谢
的影响 SSTF可使 VSMCs对 MTT的代谢率降低,
并呈一定的时间剂量依赖关系。选定 SSTF最佳抑
制细胞增殖质量浓度为500mg·L-1,最佳作用时
间为48h和72h(图1)。
3.2 SSTF对细胞周期的影响 与 C组相比,HTG
组明显刺激细胞周期进程(P<001)。与 HTG组
比较,HTG+SSTF组则显著抑制细胞周期进程,
G0/G1期 VSMCs百分率明显增多,S期、G2/M期
VSMCs百分率显著减少,增殖指数也明显降低(P<
001);HTG+hemin组抑制作用更强(表1)。
3.3 SSTF对VSMCsCOHb生成的影响 与对照组
和HTG组比较,加入 SSTF和 hemin均能明显增加
VSMCsCOHb的生成(P<001)(表2)。
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与5%人正常血清组相比★P<001;
与5%HTG组相比▲P<005,▲▲P<001。
图1 不同时间和不同浓度SSTF对VSMCsMTT代谢的影响
3.4 SSTF对HTG刺激的VSMCsHO1和ERK/p
ERK蛋白表达的影响 HTG+SSTF组及 HTG组
仅可见少量 HO1蛋白的表达,两组间比较无显著
差异,而 hemin则明显诱导 HO1蛋白的表达(图
2);与 HTG组比较,SSTF和 hemin可使 ERK和 p
ERK蛋白的表达明显减少(P<001)(图3,4)。
4 讨论
VSMCs异常增殖是动脉粥样硬化(arteriosclero
sis,AS)等多种心血管疾病的共同病理特征,而高
甘油三酯血症又是AS发生的独立危险因素。本实
验用单纯的HTG干预体外培养的VSMCs,发现5%
表1 SSTF对细胞周期和增殖指数的影响(珋x±s,n=6)
组别 G0/G1/% S/% G2/M/% PI/%
对照 7963±278 1243±198 795±190 2038±278
HTG 7271±2552) 1655±2132) 1075±1191) 2729±2552)
HTG+SSTF 8369±3093) 973±1413) 659±1893) 1631±3093)
HTG+hemin 8905±2353) 645±1383) 450±1153) 1095±2353)
  注:与对照组相比1)P<005,2)P<001;与HTG组相比3)P<001。
表2 SSTF对HTG诱导的VSMCsCOHb生成的影响
(珋x±s,n=6)
组别
A570
48h 72h
对照 0842±0010 0894±0030
HTG 0835±0020 0851±0026
HTG+SSTF 0936±00141) 1139±00411)
HTG+hemin 1222±00591) 1517±00361)
  注:与对照组和HTG组相比1)P<001。
1.对照;2.HTG;3.HTG+SSTF;4.HTG+Hemin;
与HTG组相比▲P<0.01(图3,4同)。
图2 SSTF对VSMCs中HO1蛋白表达的影响
图3 SSTF对VSMCs中ERK蛋白表达的影响
图4 SSTF对VSMCs中pERK蛋白表达的影响
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HTG即可明显刺激 VSMCs的增殖。黄芩为多年生
唇形科草本植物,药用其根,是清热燥湿、泻火解毒
的传统中药,本实验以黄芩茎叶的提取物 SSTF为
研究对象,发现 SSTF能使 HTG刺激的 VSMCs的
MTT代谢率下降,导致明显的 G0/G1期阻滞,抑制
VSMCs异常增殖的作用显著。
大量的临床和药理实验证明很多黄酮类化合物
可以诱导HO1蛋白的表达或活性的提高,介导发
挥抗炎、抗氧化和调控细胞生长的作用。刘建辉
等[7]发现黄芩苷可以诱导大鼠肺组织中 HO1mR
NA和蛋白的表达,介导减缓百草枯所致的肺损伤。
Lin等[8]发现黄芩苷元可以诱导过氧化氢(H2O2)刺
激的RAW2647巨噬细胞中HO1mRNA和蛋白的
表达,保护细胞免受H2O2所致的细胞毒性。本实验
初步探讨了SSTF对 HTG诱导的 VSMCs增殖的抑
制作用与HO1/CO系统之间是否存在联系。通过
测定培养上清液中的COHb发现,SSTF确实能明显
增加VSMCs中 CO的生成,但是 SSTF对细胞 HO1
蛋白的表达无明显影响,提示 SSTF对 VSMCs只能
促进HO1的活性升高而不能增加 HO1蛋白的表
达。hemin明显诱导 VSMCs中 CO的生成和 HO1
蛋白的表达,进一步说明 hemin确实是 HO1的有
效诱导剂。
ERK信号转导通路的激活与细胞增殖关系十
分密切。Yang等[910]报道,oxLDL在导致体外培养
的VSMCs增殖的同时,伴随 MAPK的活化,并可诱
导ERK的活化。Gorin等[11]发现 Ang通过 AT1受
体诱导的系膜细胞增殖与肥大中,ERK起了非常重
要的作用。本实验观察到SSTF能明显减少HTG诱
导的 VSMCs中 ERK和 pERK蛋白的表达,提示
ERK信号转导通路可能参与 SSTF对 VSMCs异常
增殖的抑制作用。
研究发现 SSTF确实可以抑制 HTG诱导的
VSMCs异常增殖,阻滞细胞周期进程,该抑制作用
可能与提高HO1活性、抑制 ERK通路的激活等有
关,其更为详尽的机制研究还有待进一步探讨。
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EfectsofScutelariabaicalensisstemleaftotalflavonoidonproliferationof
vasselsmoothmusclecelsstimulatedbyhightriglyceridebloodserum
LUOXuelei,ZHOUXiaoxia,SUPeiqing,ZHUWangdi
(SchoolofMedicine,YangzhouUniversity,Yangzhou225009,China)
[Abstract] Objective:TodeterminetheefectsandrelatedmechanismofScutelariabaicalensisstemleaftotalflavonoid
(SSTF)onvascularsmoothmusclecels(VSMCs)proliferationinducedbyhightriglyceridebloodserum(HTG).Method:VSMCs
isolatedfromrataortawereculturedinvitroandproliferationwasstimulatedbyHTG,SSTFwasaddedtoinfluencetheproliferationof
VSMCs.TheproliferationandcelcycleofVSMCsweredeterminedbyMTTassayandflowcytometry,respectively.COreleasedinto
theculturemediawasquantitatedbymeasuringcarbonmonoxidehemoglobin(COHb).TheproteinexpressionsofHO1andextracel
lularsignalregulatedkinase(ERK/pERK)weredetectedbyWesternblotanalysis.Result:500mg·L-1SSTFcouldobviouslysup
pressthecelmultiplicationbyHTG'sinduction,remarkablyincreasetheproductionofCOHbinVSMCs,obviouslysuppressethemi
toticcycleprogressofVSMCs(P<005,P<001),inthetimeanddosagedependence.Furthermore,500mg·L-1SSTFremark
ablydeclinedtheERK/pERKproteinexpression(P<001),butdidnothavetheinfluenceontheHO1protein'sexpression.Con
clusion:SSTFinhibitedtheproliferationofVSMCsdirectlybyblockingcelcycleprogression,andtheERKsignaltransductionway
possiblyparticipatedinthecytoprotectionofSSTF.
[Keywords] SSTF;hightriglyceridebloodserum;VSMCs;HO1;ERK
[责任编辑 张宁宁]
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