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Inhibitory effects of emodin on proliferation of rat vascular smooth muscle cell induced by angiotensin Ⅱ

大黄素对血管紧张素Ⅱ诱导血管平滑肌细胞增殖的影响



全 文 :tool.ERαandERβexpressionofT47Dwasmeasuredbyflowcytometry.Result:TheproliferationratesofT47Dcelstreatedwith
1×10-5mol·L-1to1×10-7mol·L-1psoralenandishikawacelstreatedwith1×10-6mol·L-1to1×10-7mol·L-1psoralen
wereincreasedsignificantly.TheRTPCRresultshowedthat1×10-7mol·L-1and1×10-6mol·L-1psoralencouldincreasePRex
pressioninT47Dcels.TheaboveefectscouldbeblockedbyICI182,780.PsoralencouldalsoinducetheaugmentofERαandER
βexpressioninT47Dcelssignificantly.Conclusion:Psoralenhasphytoestrogenicefects.TheefectsareatainedthroughERpath
way.
[Keywords] psoralen;phytoestrogen;T47D;ishikawacel;proliferation;progesteronereceptor;estrogenreceptor
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20061020
[基金项目] 浙江省中医药重点项目研究计划(2007ZA015)
[通讯作者] 陈君柱,Tel:(0571)87236500,Fax:(0571)
87236889,Email:chenjz01@163.com
大黄素对血管紧张素Ⅱ诱导血管平滑肌
细胞增殖的影响
杨雨民1,王世君1,金丹丹2,刘云英2,王兴祥1,陈君柱1
(1.浙江大学 医学院 附属第一医院 心内科,浙江 杭州 310003;
2.浙江大学 病原微生物实验室,浙江 杭州 310031)
[摘要] 目的:观察大黄素对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导血管平滑肌细胞(VSMC)增殖的影响及机制。方法:
斑贴法培养大鼠主动脉VSMC,AngⅡ刺激VSMC建立细胞增殖模型。采用MTT法检测细胞增殖,观察大黄素(10,
20,40,80μmol·L-1)、亚硝基精氨酸甲酯(LNAME,100μmol·L-1)对AngⅡ诱导VSMC增殖的影响。免疫组化
法检测增殖细胞核抗原(PCNA)表达;硝酸还原酶及化学比色法测细胞上清液中一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶
(NOS)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)水平。半定量逆转录聚合酶链反应(RTPCR)检测 VSMCiNOSmRNA的表
达。结果:大黄素在10~80μmol·L-1呈剂量及时间依赖性抑制VSMC增殖,但可被100μmol·L-1的LNAME部
分抵消;大黄素能减少PCNA阳性细胞表达,升高 NO,NOS,iNOS水平,增加 iNOSmRNA的表达。结论:大黄素对
AngⅡ诱导的VSMC增殖有抑制作用,抑制VSMCPCNA的表达,上调 iNOS基因表达,升高 NO水平可能是其发挥
作用的机制。
[关键词] 大黄素;血管紧张素Ⅱ;血管平滑肌细胞;一氧化氮;一氧化氮合酶
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)01006305
  血管平滑肌细胞(VSMC)异常增殖是许多心血
管疾病的共同病理过程,是高血压血管重构、动脉硬
化、血管成形术后再狭窄主要病因之一。血管紧张
素Ⅱ(AngⅡ)是一种重要的血管活性物质,可以自
分泌和旁分泌的方式作用于VSMC,促进其增殖[1],
因此抑制AngⅡ诱导VSMC增殖可预防许多心血管
疾病的发生及发展。大黄是我国常用的传统中药,
具有“活血化瘀,泻下攻积”的功效,在心血管疾病
中应用很广。大黄素(emodin)是从大黄中提取的
有效成分,属蒽醌类衍生物。研究表明,大黄素对
VSMC等多种细胞增殖有抑制作用[24],但其作用机
制尚不明确。研究结果显示:激活 p53途径[5];下
调细胞周期蛋白 D1表达,阻滞细胞周期的进程
[6];
增加过氧化物歧化酶,降低自由基水平[4]等可能是
其发挥作用的机制。为进一步研究大黄素抑制
VSMC增殖的机制,作者通过体外培养大鼠 VSMC,
观察大黄素对 AngⅡ诱导 VSMC增殖的影响,并探
讨与一氧化氮(NO)信号通路的关系。
1 材料
1.1 动物 4只6周雄性SD大鼠,体重(120±10)
g,浙江省医学科学院提供,动物合格证号医动字第
02238。
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1.2 药物 大黄素,中国药品生物制品检定所,批
号110756~200110,纯度>99%。
1.3 试剂 超级小牛血清(杭州四季青生物技术
研究所);总 RNA提取试剂盒(北京博大泰克生物
公司);100bpDNAMarker(杭州吉诺生物公司);
RTPCR试剂盒(杭州博日生物公司);一氧化氮
(NO)、一氧化氮合酶(NOS)、诱导型一氧化氮合酶
(iNOS)测试盒(南京建成生物研究所);DMEM高糖
培养基(Gibco,1267610);四甲基氮唑蓝(MTT,
104K5330),硝 基 L精 氨 酸 甲 酯 (LNAME,
124K1212),AngⅡ(A9525),胰蛋白酶(035K7676)
购自美国Sigma公司;小鼠抗大鼠增殖细胞核抗原
(PCNA)单克隆抗体和小鼠抗大鼠αactin单克隆抗
体购自北京中山生物公司。
1.4 仪器 倒置显微镜(Olympus);TU-1810紫外
可见分光光度计(北京普析通用仪器公司);酶联免
疫仪(Model680型,BIO-RAD);PCR扩增仪(Gene
AmpPCR-2400,美国)。
2 方法
2.1 VSMC培养及鉴定 采用“贴块法”培养
VSMC。无菌条件取出大鼠胸主动脉,刮去内皮细
胞,将中膜浅层和中层的组织撕成小块,将含纤维细
胞多的近外膜 1/3的中膜剪弃,切成碎块(1~2
mm3);PBS洗3次后,将组织块接种于培养瓶壁,置
于37℃ CO2孵箱内。待组织块黏牢于瓶壁时,加
10%小牛血清的DMEM培养液,使组织块完全浸泡
于培养基中,3d换液1次,生长近融合时按1∶2传
代。经倒置显微镜观察及αactin单克隆抗体,通过
免疫组化法鉴定VSMC的特异性肌动蛋白。
2.2 分组及处理 ①空白组:未加入药物;②Ang
Ⅱ组:加入AngⅡ(100nmol·L-1);③大黄素+Ang
Ⅱ组:加入AngⅡ(100nmol·L-1)和不同浓度(1,
20,40,80μmol·L-1)的大黄素;④LNAME组(100
μmol·L-1);⑤LNAME组(100μmol·L-1)+Ang
Ⅱ组(100nmol·L-1);⑥大黄素 +AngⅡ +L
NAME组:加入 AngⅡ(100nmol·L-1)及 LNAME
组(100μmol·L-1)和不同浓度大黄素。以上① ~
③干预时间分别为24,48,72h。④~⑥干预时间分
别为72h。
2.3 MTT法检测大黄素对 AngⅡ诱导 VSMC增殖
的影响 选择3~5代VSMC,胰蛋白酶消化制备细
胞悬液,调细胞密度25×104个/mL,每孔200μL,
接种在96孔板中,37℃ 5% CO2条件下培养,24h
后换无血清DMEM培养液,继续孵育24h,使细胞
生长同步化。吸弃上清,分别加各种处理因素,继续
培养24,48,72h。每组设4个复孔,分别于药物作
用结束前4h,每孔加5mg·mL-1MTT20μL,4h
后终止培养,吸弃孔内培养上清液,每孔加150μL
二甲基亚砜(DMSO),振荡10min使结晶充分溶解,
在酶标仪上490nm波长处测定吸光度(A),用只加
培养液不加细胞的空白孔调零。
2.4 MTT法检测 LNAME、大黄素对 AngⅡ诱导
VSMC增殖的影响 选择第3~5代 VSMC进行实
验,制备细胞悬液,调细胞密度25×104个/mL,每孔
200μL,接种在96孔板中,37℃ 5% CO2条件下培
养,24h后换无血清DMEM,继续孵育24h,使细胞生
长同步化。加入各种处理因素继续培养48h,每组设
4个复孔。分别于药物作用结束前4h,每孔加5mg
·mL-1MTT20μL,培养4h后终止培养,每孔加150
μLDMSO,振荡10min,在酶标仪上490nm波长处测
定A,用只加培养液不加细胞的空白孔调零。
2.5 大黄素对AngⅡ诱导VSMCPCNA表达的影响
 选生长良好的3~5代VSMC,调细胞密度25×104
个/mL,每孔1mL接种在有盖玻片6孔板上,待细胞
生长成片时,吸出培养液,给予不同浓度大黄素及
AngⅡ,48h后取出玻片,PBS洗去培养液,冷丙酮:甲
醇(1∶1)固定20min。将玻片固定在载玻片上,按免
疫组化sp法检测(抗体稀释1∶200)。普通光镜下将
免疫组化切片图像输入HPIAS1000医学图像分析系
统,每张细胞片随机计算2个视野(200倍)中PCNA
阳性细胞A值,求PCNA阳性细胞平均A值。
2.6 大黄素对 AngⅡ诱导 VSMC培养液 NO的影
响 收集药物干预72h后培养液,采用硝酸还原酶
将NO3还原为NO2,通过显色测定NO
2-浓度间接反
映NO水平。操作按试剂盒说明进行,NO2-含量按
以下公式计算。
(测定管A-空白管 A)/(标准管 A-空白管 A)×100
μmol·L-1
2.7 大黄素对AngⅡ诱导VSMC培养液iNOS,NOS
的影响 收集药物干预72h后的培养液,通过NOS
催化产生的NO量推算 NOS活力。NO与亲核物质
生成有色化合物,测定其吸光度可计算出 NOS活
力。NOS活性以每分钟生成的 NO2-量表示,根据
试剂盒说明书,用公式[(测定管 A-空白管 A)×
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9086U·L-1]计算。
2.8 大黄素对AngⅡ诱导 VSMCiNOSmRNA的表
达的影响 药物作用细胞72h后,采用 Trizol试剂
一步法提取总 RNA,用紫外可见分光光度计测定
A260∶A280,比值在17~19。根据各自的基因序列
设计并合成iNOS及甘油醛3磷酸脱氢酶(GAPDH)
引物如下:iNOS[7]上 游 5′CCTCACTCAACCCT
TCACCC3′,下游 5′TCCGCGGTATCGCCTGACC3′
(380bp);GAPDH作为内参引物[8]上游5′TCCCT
CAAGATTGTCAGCAA3′, 下 游 5′AGATCCA
CAACGGATACATT3′(308bp),上述引物由上海赛
百胜生物公司合成。RTPCR扩增步骤如下:待测
RNA3μL,上、下游引物各为1μL,AMV反转录酶
05μL,Taq混合物05μL,dNTP40μL,RNA酶
抑制剂10μL,加超纯水至 25μL。反应参数:45
℃ 30min,95℃5min。94℃变性45s,55℃退火
(GAPDH56℃)45s,72℃延伸1min,28个循环,
72℃延伸8min。取PCR产物10μL于18%琼脂
糖凝胶(含溴化乙锭05μg·mL-1)电泳,电泳完成
后取出凝胶,采用QuantityOne凝胶成像系统(BIO
RAD)对扩增产物扫描进行半定量分析,用 iNOS/
GAPDH比值表示基因表达的相对水平。
2.9 统计方法 所有实验数据用 珋x±s表示,用
SPSS100软件做统计学处理,组间比较采用单因
素方差分析Bonferoni法统计,P<005为有显著性
差异。
3 结果
3.1 VSMC培养及鉴定 倒置相差显微镜下观察,
细胞为梭形、长梭形,排列成放射状,呈典型“谷”与
“峰”生长现象。αactin单克隆抗体免疫组化染色
可见胞浆肌丝呈典型棕黄色细颗粒状沉淀。
3.2 大黄素对AngⅡ诱导VSMC增殖的影响 Ang
Ⅱ作用细胞后A明显升高,与空白组比较有显著性
差异(P<001);大黄素作用VSMC后A明显降低,
与 AngⅡ组比较有显著性差异(P<005或 P<
001),说明大黄素对AngⅡ诱导的VSMC增殖有抑
制作用。随大黄素浓度增加及时间延长,抑制
VSMC增殖程度也逐渐增强,有明显的剂量及时间
依赖性。见表1。
3.3 大黄素、LNAME对AngⅡ诱导VSMC增殖的
表1 大黄素对AngⅡ诱导VSMC增殖(A)的影响(珋x±s,n=4)
组别 剂量/μmol·L-1 24h 48h 72h
空白 - 0178±0017 0250±0014 0304±0012
AngⅡ - 0330±0011 0389±0012 0469±0013
AngⅡ+大黄素 10 0277±00101) 0328±00152) 0387±00112)
20 0240±00132) 0293±00122) 0338±00142)
40 0211±00142) 0260±00142) 0290±00112)
80 0180±00122) 0227±00152) 0243±00162)
  注:与AngⅡ组比较1)P<005,2)P<001
影响 以上试验表明大黄素在72h抑制增殖作用
最强,同时加入 LNAME72h后,AngⅡ +LNAME
组A明显高于 AngⅡ及空白组,与 AngⅡ及空白组
比较有显著性差异(P<001),且 LNAME组 A也
高于空白组,说明 LNAME可促进 VSMC增殖。大
黄素(10~40μmol·L-1)组 A略降低,但与
AngⅡ+LNAME组比较无显著性差异,说明大黄素
(10~40μmol·L-1)抑制 VSMC增殖作用被 L
NAME部分抵消。大黄素80μmol·L-1与AngⅡ+
LNAME组比较有显著性差异(P<005),说明大
黄素在80μmol·L-1抑制 VSMC增殖作用没有被
LNAME完全抵消。见表2。
3.4 大黄素对AngⅡ诱导VSMCPCNA表达的影响
 PCNA阳性表现为胞浆内见许多棕黄色颗粒,Ang
  表2 大黄素、LNAME对AngⅡ诱导VSMC增殖
(A)的影响(珋x±s,n=4)
组别
剂量
/μmol·L-1
72h
空白 - 0311±00122)
LNAME - 0399±00152)
AngⅡ - 0467±00142)
AngⅡ+LNAME - 0513±0014
AngⅡ+LNAME+大黄素 10 0500±0021
20 0489±0017
40 0475±0016
80 0446±00191)
  注:与AngⅡ+LNAME组比较1)P<005,2)P<001
Ⅱ作用 VSMC72h后 PCNA阳性细胞吸光度明显
增加。大黄素(10~80μmol·L-1)作用后PCNA阳
性细胞吸光度有不同程度降低,与 AngⅡ组比较有
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显著性差异(P<001),PCNA阳性细胞吸光度随着
大黄素浓度的增加而降低,说明大黄素能明显抑制
AngⅡ诱导VSMCPCNA表达。见表3。
表3 大黄素对VSMCPCNA阳性细胞的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/μmol·L-1 A
空白 - 0042±00052)
AngⅡ - 0056±0004
AngⅡ+大黄素 10 0035±00031)
20 0029±00022)
40 0022±00022)
80 0014±00022)
  注:与AngⅡ组比较1)P<005,2)P<001
3.5 大黄素对VSMC分泌NO,iNOS,NOS的影响
AngⅡ作用VSMC72h后,培养液中NO水平明
显降低,与空白组比较有显著性差异(P<001);大
黄素作用细胞后NO水平升高,与AngⅡ组比较有显
著性差异(P<005或P<001)。AngⅡ作用VSMC
72h后培养液中NOS及iNOS水平降低,与空白组比
较有显著性差异(P<001);大黄素作用细胞后NOS
及iNOS水平升高,与 AngⅡ组比较有显著性差异(P
<005,P<001),说明大黄素可增加NO分泌,升高
培养液中NOS及iNOS水平。见表4。
表4 大黄素对VSMC分泌NO,iNOS,NOS水平的影响(珋x±s,n=6)
组别 剂量/μmol·L-1 NO/μmol·L-1 NOS/U·L-1 iNOS/U·L-1
空白 - 2537±0552) 2121±0752) 1248±0892)
AngⅡ - 1925±072 1653±061 847±092
AngⅡ+大黄素 10 2064±0741) 1780±0651) 998±0551)
20 2187±0662) 1875±0702) 1072±0862)
40 2398±0652) 1983±0812) 1188±0962)
80 2501±0422) 2109±0722) 1252±0882)
  注:与AngⅡ组比较1)P<005,2)P<001
3.6 大黄素对AngⅡ诱导 VSMCiNOSmRNA表达
的影响 RTPCR结果表明:AngⅡ作用细胞后iNOS
mRNA表达水平明显降低,与空白组比较有显著性
差异(P<001)。大黄素作用细胞 72h后,iNOS
mRNA表达有不同程度增加,与 AngⅡ组比较有显
著性差异(P<001),说明大黄素可增加 iNOSmR
NA表达。见图1。
图1 大黄素对AngⅡ诱导VSMCiNOSmRNA表达的影响
1.DNAmarker;2.大黄素80μmol·L-1+AngⅡ;
3.大黄素40μmol·L-1+AngⅡ;4.大黄素20μmol·L-1+AngⅡ;
5.大黄素10μmol·L-1+AngⅡ;6.AngⅡ;7.空白组
4 讨论
VSMC异常增殖是许多心血管疾病的共同病理
过程,AngⅡ在VSMC增殖中起重要作用。AngⅡ和
NO相互作用,影响VSMC增殖,两者之间失去平衡
可能是某些心血管疾病发生发展的原因[9]。NO是
抑制VSMC增殖的一种重要调节因子[10],主要由
NOS催化 L精氨酸生成。NOS是 NO合成的限速
酶,对 NO的生成具有重要的影响[11],主要有神经
型(nNOS)、内皮型(eNOS)和诱生型(iNOS)3种。
iNOS在基础状态表达很低,但在各种刺激因素作用
下表达及激活,增加 NO的产生,NO通过抑制
VSMC增殖及迁移[12,13]等影响心血管疾病的发生和
发展。
本研究以体外培养的大鼠主动脉 VSMC为模
型,采用 AngⅡ诱导 VSMC增殖,建立细胞增殖模
型。作者实验中发现:大黄素在10~80μmol·L-1
能抑制AngⅡ诱导的 VSMC增殖,在此剂量范围内
对细胞贴壁无影响,台盼蓝染色仅见少量死亡细胞,
所以抑制细胞增殖作用可排除是由于药物细胞毒产
生的。但该作用被NOS抑制剂LNAME部分阻断,
提示通过NO信号通路可能是大黄素发挥作用的途
径之一。
PCNA是一种核蛋白,它的表达与细胞增殖有
关,静止期细胞 PCNA表达很低,增殖活跃的细胞
PCNA表达明显增强,大黄素能抑制VSMCPCNA的
表达,说明大黄素可抑制细胞增殖。此外大黄素能
升高培养液中NO,NOS水平,伴随 NO,NOS水平增
高,抑制VSMC增殖的程度增强,支持大黄素是通过
NO信号通路发挥作用的。大黄素可升高培养液中
iNOS水平,并上调培养细胞中iNOSmRNA的表达,
进一步说明大黄素通过增加细胞iNOSmRNA表达,
从而升高iNOS水平,进一步升高NOS水平,并相应
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增加NO水平来发挥抗增殖作用的。大黄素除通过
NO信号途径发挥抗增殖作用外,还可能有其他信
号途径,有待进一步深入研究。
[参考文献]
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YANGYumin1,WANGShijun1,JINDandan2,LIUYunying2,WANGXingxiang1,CHENJunzhu1
(1.DepartmentofCardiovascularDisease,theFirstAfiliatedHospital,ColegeofMedicine,ZheJiangUniversity,
Hangzhou310003,China;
2.DepartmentofPathogenicBiology,ColegeofMedicalScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310031,Chian)
[Abstract] Objective:Toinvestigatetheefectsofemodinontheproliferationofculturedratvascularsmoothmusclecel
(VSMC)inducedbyangiotensinI.Method:VSMCswereculturedbyexplantmethod.Celproliferationmodelwasestablishedby
stimulationwithAngⅡ.CelproliferationwasmeasuredbyMTTassaytoobservetheefectsofemodin(10,20,40and80μmol·
L-1)andNGnitroLargininemethylester(LNAME,100μmol·L-1)onVSMCproliferationinducedbyAngⅡ.Theexpressionof
PCNAwasmeasuredbyimmunohistochemicalstaining.Nitricoxide(NO)levelwasmeasuredbyGriessreagent.Nitricoxidesynthase
(NOS)andinduciblenitricoxidesynthase(iNOS)levelsweredetectedbychemicalcolorimetricmethod.mRNAexpressionofiNOS
wasmeasuredbyreversetranscriptionpolymerasechainreaction(RTPCR).Result:Emodinatthedosesrangefrom10to80mol·
L-1inhibitedcelproliferationinadoseandtimedependentmanner.Theinhibitoryefectswerepartlyblockedby100mol·L-1ofL
NAME.EmodinmarkedlydecreasedtheexpressionofPCNAinVSMC,increasedNO,NOSandiNOSlevels,andincreasediNOSmR
NAexpressioninVSMC.Conclusion:EmodincouldinhibiteVSMCsproliferationinducedbyAngⅡ.InhibitingtheexpressionofPC
NA,increasingtheNOsecretionandupregulatingtheiNOSgeneexpressionmightbeassociatedwiththeinhibitoryefects.
[Keywords] emodin;angiotensinI;VSMC;NO;NOS
[责任编辑 古云侠]
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第33卷第1期
2008年1月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 1
January,2008