全 文 :丹参酮ⅡA抑制大鼠血管平滑肌细胞
增殖及其机制研究
李 欣1,2,杜俊蓉2,白 波2,余 彦2,郑晓媛2,杨 芳2,郑 虎2
(1天津医科大学 基础医学院,天津 300070;
2四川大学 华西药学院,四川 成都 610041)
[摘要] 目的:观察丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA,TA)对10%胎牛血清诱导的大鼠血管平滑肌细胞(RVSMC)增
殖的抑制作用,并探讨其可能的作用机制。方法:体外培养大鼠主动脉平滑肌细胞 A7r5细胞株,以终浓度为10%
的胎牛血清(FBS)作为刺激因素,用细胞计数法、噻唑蓝(MTT)比色法和5溴脱氧尿嘧啶(BrdU)掺入法测定TA对
细胞增殖的影响,用流式细胞术(FCM)分析细胞周期分布特征,用Westernblot实验测定细胞外信号调节激酶1/2
(ERK1/2)磷酸化活性,用RTPCR测定cfos的表达水平。结果:细胞计数、MTT比色法和BrdU掺入实验表明丹参
酮ⅡA能抑制10%FBS所诱导的VSMC增殖,作用强度呈剂量依赖性;细胞周期分析显示,TA处理组G0/G1期细胞
百分比高于10%FBS组,而S期比例低于10%FBS组,表明TA可阻止10%FBS所诱导的细胞周期由G0/G1期向S
期推进;Westernblot结果显示与10%FBS组相比,TA处理组ERK1/2磷酸化活性降低;RTPCR结果显示 TA处理
组cfos表达水平降低。结论:丹参酮可抑制10%FBS诱导的体外培养大鼠动脉平滑肌细胞增殖,此作用可能与其
阻止细胞周期由G0/G1期向S期推进,抑制MAPK信号转导通路激活,进而下调cfos表达有关。
[关键词] 丹参酮ⅡA;平滑肌细胞;细胞周期;丝裂素活化蛋白激酶;cfos
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)17214605
[收稿日期] 20071110
[通讯作者] 杜俊蓉,Tel:(028)85503938,Fax:(028)855039
38,Email:dujr_1@163com
血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecel,
VSMC)的增殖和迁移是冠脉介入治疗后再狭窄等
血管增殖性疾病主要发病机制之一[12],抑制 VSMC
增殖可能是治疗这些疾病的有效途径之一。丹参酮
ⅡA(tanshinoneⅡA,TA)是从丹参中提取出来的脂
溶性有效成分之一,可改善心肌缺血区冠脉血流
量[34],抑制血小板聚集[5],保护血管内皮细胞[6]
等,对心血管系统具有较明显的保护作用。本课题
组以前研究发现,丹参酮ⅡA对以生长因子为始因的
人动脉平滑肌细胞增殖具有抑制作用,且此种抑制
作用呈剂量依赖性[7]。本实验在此研究基础上,利
用体外培养大鼠血管平滑肌细胞(ratvascular
smoothmusclecel,RVSMC),观察丹参酮ⅡA单体成
分对胎牛血清刺激的 RVSMC增殖的抑制作用,并
对其作用机制进行探讨。
1 材料与方法
11 药物与试剂 丹参酮ⅡA对照品(中国药品生
物制品检定所);DMEM培养基(高糖型),胎牛血清
(美国 GIBCO公司);噻唑蓝(MTT,美国 Sigma公
司);BrdU及抗体(武汉博士德生物技术公司);磷
酸化 ERK1/2一抗、二抗(SantaCruz公司);TRIzol
(美国 Invitrogen公司);cfos以及 GAPDH引物由
Invitrogen公司合成;RTPCR试剂盒(成都博瑞克公
司);其余试剂皆为市售分析纯。
12 细胞培养 A7r5大鼠主动脉平滑肌细胞株,
购自美国模式菌种收集中心(americatypeculture
colection,ATCC)。将 A7r5细胞置于 37℃,5%
CO2培养箱中培养,培养液为 10%FBSDMEM,3d
换液,4~5d用025%胰蛋白酶消化传代。传至第
8~10代的细胞用于实验。
13 细胞计数 取对数生长期的细胞以 5×103
个/mL均匀接种于24孔板中 BFQ,每孔1mL。培
养24h后,然后随机分为对照组、DMSO对照组,TA
01,025,05,1mg·L-1组,每组设5个复孔。继
续培养24,48,72h,在不同时间消化细胞并进行细
胞计数。
14 MTT法测定细胞增殖 细胞5×103个/mL均
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匀接种于 96孔板中,每孔 02mL,常规培养 24h
后,分为对照组、DMSO对照组、TA01,025,05,
1mg·L-1组,每组设6个复孔。换04%FBS培养
以制备处于G0/G1期的静息状态细胞,同时加入不
同剂量丹参酮ⅡA。24h后,补足血清至10%刺激
细胞进入细胞周期,继续培养24h。在培养结束前
4h每孔加入 MTT(5g·L-1)20μL。终止培养,
小心吸弃孔内培养上清夜。每孔加入150μLDM
SO,振荡使结晶物充分融解。选择570nm波长,在
酶联免疫检测仪上测定各孔吸光度(A)。
15 BrdU掺入测定 DNA合成 接种细胞于6孔
板,待细胞生长至40%~50%融合时,分为对照组、
TA01,025,05,1mg·L-1组。制备静息状态细
胞,同时加入不同剂量丹参酮ⅡA。24h后补足血
清至10%刺激细胞进入细胞周期,同时加入 BrdU,
继续培养24h,结束实验。用固定液(甲醇丙酮1∶
1)室温下固定10min,免疫组化测定BrdU表达。
16 流式细胞术测定细胞周期分布 接种细胞
5×105个/mL均匀接种于6孔板中,每孔1mL。常
规培养24h后,分为静息组、对照组和 TA1mg·
L-1组,每组设3个复孔。制备静息状态细胞,同时
加入丹参酮ⅡA。24h后,补足血清至10%刺激细
胞进入细胞周期,继续培养24h后,用流式细胞术
测定细胞周期。
17 Westernblot法测定 pERK1/2 取对数生长
期的细胞以2×105个/mL均匀接种于6孔板,每孔
2mL。细胞贴壁24h后随机分为静息组、对照组、
TA025,05,1mg·L-1组,制备静息期细胞,同时
加入不同剂量丹参酮ⅡA。24h后补足血清至10%
刺激细胞进入细胞周期,30min后结束培养,提取蛋
白质。采用 SDSPAGE分离蛋白质(上样量约 40
μg总蛋白),将蛋白电转移至 PVDF膜,封闭后,
一抗4℃孵育过夜,二抗室温孵育1h,发光剂孵
育,显影。
18 RTPCR测定cfos表达 取对数生长期的细
胞以2×105个/mL均匀接种细胞于6孔板,每孔2
mL。24h后随机分为静息组、对照组、TA025,
05,1mg·L-1组。制备静息细胞,同时加入丹参酮
ⅡA。24h后补足血清至10%,30min后结束培养。
提取总 RNA,转录为 cDNA,然后进行 PCR扩增。
cfos引物序列 5′CACACAGGACTTTTGCGCAG3′,
5′CAATCTCGGTCTGCAACGCA3′,扩增片断 421
bp;GAPDH 5′CCTGCACCACCAACTGCTTA3′,5′
ATGCCAGTGAGCTTCCCGTT3′,扩增片断240bp。
扩增条件:94℃预变性5min;94℃变性30s,57℃
退火30s,72℃延伸1min,循环24次;最后72℃再
延伸5min。制备15%琼脂糖凝胶,扩增产物进行
电泳,于凝胶成像系统下观察DNA电泳条带并摄像
保存。
19 统计学分析 数据以 珋x±s表示,均数比较用
SPSS100统计软件进行单因素 ANOVA检验,并
进行Tukey检验。P<005为有显著性差异。
2 结果
21 TA对培养大鼠血管平滑肌细胞计数的影响
细胞计数表明10%FBS能促进 RVSMCs增殖,且呈
时间依赖性,与溶媒组相比在各时间点均无显著性
差异,说明溶媒对细胞生长无影响。在不同浓度TA
存在的情况下细胞增殖受到不同程度的抑制,随浓
度增加细胞数目逐渐降低,在1mg·L-1时抑制率
达最大值,与溶媒组比较,抑制率分别为 539%,
789%,918%,差异具有显著性(P<001)。由此
可见TA能抑制10%FBS所诱导的RVSMC增殖,其
效应呈时间和剂量依赖性。见表1。
表1 TA对大鼠血管平滑肌细胞数的影响(珋x±s,n=5)
组别
剂量
/mg·L-1
细胞数/×104个
24h 48h 72h
FBS - 122±013 428±095 1123±145
DMSO 0 120±009 420±084 1098±133
TA 01 110±014 312±0321) 979±100
025 094±0081) 260±0031) 649±1341)
05 080±0111) 209±0231) 380±0821)
10 055±0161) 089±0111) 090±0081)
注:与DMSO组比较1)P<001
在实验过程中,TA各处理组细胞生长良好,未
见悬浮细胞,台盼蓝染细胞数目不超过3%,但能减
少活细胞数,这说明TA抗RVSMC增殖的作用是由
于细胞增殖的抑制而非细胞毒性所致。
22 TA对大鼠血管平滑肌细胞代谢率的影响 联
合应用MTT法观察 TA对 RVSMCs增殖24h的抑
制作用。溶媒组 24h的 A(0502±0063),TA
01,025,05和10mg·L-1处理组吸光度分别为
0376±0036,0352±0042,0286±0024,
0234±0022;抑 制 率 分 别 为 250%,298%,
431%和534%,与溶媒组比较,各剂量组差异具
有显著性(P<001),且呈剂量依赖关系。10%FBS
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组与溶媒组吸光度值无显著性差异,进一步说明溶
媒对细胞生长无影响。
23 TA对大鼠血管平滑肌细胞 DNA合成的影响
溶媒组 BrdU阳性率是(6832±493)%,TA处
理组与溶媒组相比较,细胞 BrdU掺入率明显下降,
各剂量组分别为(5398±351)%,(4478±
322)%,(3491±322)%,(2121±528)%,差
异具有显著性(P<001),呈剂量依赖性,结果与细
胞计数及MTT结果相同 (图1)。
AFBS组;BTA1mg·L-1组
图1 TA对大鼠血管平滑肌细胞BrdU掺入的影响
(BrdU免疫组化染色,×400)
24 TA对大鼠血管平滑肌细胞周期分布的影响
经04%FBS静息后有(7983±634)%的 RVSMC
处于 G0/G1期,S期细胞仅为(1267±215)%;
10%FBS作用 24h后,RVSMC从 G0/G1期进入 S
期,S期细胞比例显著增高,而 G0/G1期明显下调;
加用TA后 G0/G1期细胞增高1740%,S期细胞减
少1284%。结果提示 TA主要作用于 G1/S限制
点,能阻止 10%FBS所诱导的 RVSMC由 G0/G1期
向S期推进,从而将 VSMC阻滞于 G0/G1期。但对
G2/M期的影响较小。见表2。
表2 TA对培养大鼠血管平滑肌细胞周期分布的影响
(珋x±s,n=3) %
组别 G0/G1 S G2/M
静息 7983±634 1267±215 747±425
FBS 5827±618 2617±425 1533±34
FBS+TA 7567±5511) 1333±4141) 1093±1671)
注:与FBS组比较1)P<005
25 TA对大鼠血管平滑肌细胞 ERK1/2磷酸化的
影响 经04%FBS同步化的平滑肌细胞ERK1/2磷
酸化程度低,加入10%FBS30min可见ERK1/2磷酸
化程度增加。与10%FBS组相比,TA处理组ERK1/2
磷酸化程度均减弱,且呈剂量依赖性,提示 TA能抑
制10%FBS诱导的ERK1/2磷酸化激活,影响MAPK
通路信号转导从而抑制细胞增殖(图2)。
26 TA对大鼠血管平滑肌细胞 cfos表达的影响
图2 TA对大鼠血管平滑肌细胞
ERK1/2磷酸化的影响
经04%FBS同步化的平滑肌细胞cfos表达水平极
低,加入10%FBS30min可见 cfos表达明显增加。
与10%FBS组相比,TA处理组 cfos表达程度均减
弱,且呈剂量依赖性,提示TA能抑制10%FBS诱导
的cfos表达(图3)。
图3 TA对大鼠血管平滑肌细胞
cfos表达的影响
3 讨论
血管损伤后的再狭窄过程就是VSMC的增殖、迁
移和合成分泌大量细胞外基质的过程[8]。介入治疗
损伤血管后,在血管损伤局部,血小板、冠状动脉内皮
细胞、炎性细胞和VSMC产生很多促细胞分裂剂,其
中以PDGF最为重要,它可结合于特异细胞表面受
体,使受体分子构象发生改变,活化酪氨酸激酶,可通
过RasRafMEKMAPK途径激活丝裂素活化蛋。
白 激 酶 (mitogenactivated protein kinase,
MAPK)[911],活化的 MAPK从胞浆进入细胞核内,
通过磷酸化一些转录因子,启动基因转录,促进早期
反应基因如cfos,cjun和cmyc的表达,诱导VSMC
增殖[12]。
正是由于VSMC是再狭窄发生的中心环节,因
此寻找具有抑制血管平滑肌细胞增殖迁移的药物已
成为当今研究再狭窄的热点。笔者前期研究发现,
丹参酮ⅡA对以生长因子为始因的人动脉平滑肌细
胞增殖具有抑制作用,且此种抑制作用呈剂量依赖
性[7],但作用机制尚未阐明。
本实验首先采用细胞计数法测定丹参酮ⅡA单
体对RVSMC增殖的影响。结果显示,经不同浓度
丹参酮ⅡA处理的 RVSMC,细胞数目比溶媒对照组
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减少,而且随浓度的增加逐渐减少,表明丹参酮ⅡA
对10%FBS诱导的RSMC增殖有明显的抑制作用,
且呈显著的剂量效应依赖关系。同时,本实验还采
用 MTT法及溴脱氧尿嘧啶核苷(5bromodeoyuri
dine,BrdU)标记技术检测丹参酮ⅡA对 RSMC增殖
的影响,结果均显示,丹参酮ⅡA能够剂量依赖性地
抑制VSMC的增殖。
丹参酮ⅡA对细胞周期分布的影响结果显示,丹
参酮ⅡA处理组与10%FBS组相比周期分布发生了
明显的改变,G0/G1期增高了 1740%,S期细胞则
减少了1284%。提示丹参酮ⅡA可能通过阻止血
管平滑肌细胞通过细胞周期中的 G1/S限制点,使
其不能进入S期来实现其抑制体外培养的VSMC增
殖的作用。
MAPK是一组丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它主要
包括3个成员,即细胞外信号调节的蛋白激酶途径
(extracelularsignalregulatedkinase,ERK1/2)、应激
活化蛋白激酶/cJunN末端激酶途径(stressactiva
tedproteinkinase/cJunNterminalkinase,SAPK/
JNK)和p38途径,其中 ERK1/2信号通路是最为普
遍的促进细胞增殖和分化的信号途径。ERK1/2激
活后转位至核内激活多种转录因子,刺激cfos等及
早反应基因及周期蛋白的表达,引起细胞增殖[13]。
本实验发现,丹参酮ⅡA具有抑制ERK1/2磷酸化激
活及cfos表达的作用。经同步化的细胞加入10%
FBS刺激30min后,丹参酮ⅡA处理组与血清对照
组相比,ERK1/2磷酸化程度减弱,cfos表达也减
少,说明丹参酮ⅡA能抑制10% FBS诱导的ERK1/2
活化及cfos表达,提示丹参酮ⅡA阻止细胞周期由
G0/G1期向S期推进可能与此有关。
本次结果表明,丹参酮ⅡA能抑制胎牛血清诱导
的体外培养大鼠主动脉平滑肌细胞的增殖,作用呈
剂量依赖性,其作用机制可能与抑制 ERK1/2磷酸
化激活影响 MAPK信号转导通路,下调 cfos表达,
进而影响细胞周期进程,阻止细胞由 G0/G1期进入
S期有关。这为临床冠脉介入治疗后再狭窄等血管
增殖性疾病提供了一种新的思路,有望成为防治再
狭窄新的治疗措施。
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InhibitoryefectsandmechanismoftanshinoneⅡAonproliferationof
rataorticsmoothmusclecels
LIXin1,2,DUJunrong2,BAIBo2,YUYan2,ZHENGXiaoyuan2,YANGFang2,ZHENGHu2
(1BasicMedicalSchool,TianjinMedicalUniversity,Tianjin300070,China;
2SchoolofHuaxiPharmacy,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatetheefectsoftanshinoneⅡA(TA,oneoftheactivecomponentsofSalviamiltiorhiza
Bge),ontheproliferationofculturedratvascularsmoothmusclecels(VSMC),andtoclaritytheprobablemechanismMethod:
Celculturetechniquewasusedinvitroandtreatedwithorwithout10% FBSTheinhibitoryefectofTAonproliferationofVSMCwas
observedbycelcount,MTTmetabolismmeasuringandBrdUincorporationassayFlowcytometrywasperformedtotrackcelcycle
progressionWesternboltswereperformedtoevaluateERK1/2activityTheexpressionofcfoswasexaminedbyRTPCRResult:
Theresultsofcelnumber,MTTassayandBrdUincorporationshowedthatTAcoundsignificantlyinhibit10% FBSinducedprolifera
tioninadosedependentmannerFlowcytometry(FCM)analysisindicatedthattheG0/G1phasefractionratioofTAgroupwashigher
thanthatof10% FBSgroup,whiletheSphasefractionratiowaslowerthanthatof10% FBSgroupWesternblot'sresultsdisplayed
thatTAinhibitedthephosphorylationofERK1/2,andinaccordancewiththisfindingsTAcoulddecreasetheearlyelevationofcfos
expressionConclusion:TheseresultssuggestthatTAcaninhibit10% FBSinducedtheproliferationofVSMCThisefectmaybere
latedtoitsblockingVSMCscelcycleinG0/G1phase,inhibitingoftheERK1/2activity,anddecreasingtheexpressionofcfos
[Keywords] tanshinoneⅡA;vascularsmoothmusclecels;celcycle;MAPK;cfos [责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20070920
[通讯作者] 夏之柏,Tel:(020)877557668215,Email:
xzb1234321@sohucom
三氧化二砷治疗大鼠 C6脑胶质瘤的研究
夏之柏,吴新建,齐铁伟,黄正松
(中山大学 附属第一医院 神经外科,广东 广州 510080)
[摘要] 目的:研究三氧化二砷(As2O3)体内外抑制脑胶质瘤生长的作用。方法:将不同浓度 As2O3(1,2,4,
6,8μmol·L-1)加入体外培养的C6脑胶质瘤,MTT法检测体外细胞增殖率,PCNA染色检测细胞增殖活性、TUNEL
法检测原位细胞凋亡和Western印迹检测Bc12蛋白表达水平。另将大鼠 C6胶质瘤细胞(5×105个/15μL)种植
于雄性SD大鼠右侧尾状核(模型组、治疗组各10只),治疗组荷载 C6脑胶质瘤鼠用前面筛选的浓度(1mmol·
L-1)实施肿瘤原位治疗,对照组仅注入生理盐水,观察动物一般情况、生存期、MRI动态变化及病理改变。结果:与
模型组和低浓度组相比,中、高浓度治疗组 C6细胞增殖明显下降(P<001),TUNEL法表明细胞凋亡指数上升
(P<001);Western印迹显示凋亡相关基因Bcl2蛋白表达水平呈下降趋势。模型组动物均于3周内死亡(178±
092)d;治疗组8只动物死于24~36(321±135)d;余2只第120天时处死。治疗组MRI检查:4周时扫描的4
只动物,1只瘤体有缩小,另3只瘤体变化不大;8~12周时,残存2只动物,1只瘤灶基本消失,1只残存小瘤灶。结
论:As2O3具有体内外抑制脑恶性胶质瘤生长的作用,有可能成为临床治疗胶质瘤的候选化疗药物之一。
[关键词] 三氧化二砷;C6鼠脑胶质瘤;细胞凋亡;Bcl2蛋白
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)17215004
20世纪90年代,我国学者应用以三氧化二砷
(arsenictrioxide,As2O3)为主要成分的“癌灵1号”
治疗急性早幼粒细胞性白血病(acutepromylocytic
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2008年9月
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ChinaJournalofChineseMateriaMedica
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