血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)增殖是动脉粥样硬化、冠状动脉血管成形术后再狭窄等心血管疾病共同的病理基础。抑制VSMC异常增殖是逆转血管病变及防治心血管疾病的根本措施之一。黄芩苷,是唇形科植物黄芩的有效成分之一,属黄酮类化合物,具有清除氧自由基、改善微循环、扩张血管、保护心肌细胞、抗心律失常等多方面功效。但是,黄芩苷调节心血管功能、抗动脉粥样硬化的作用机制尚不清楚。本研究观察了黄芩苷对血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor, PDGF)诱导的VSMC增殖、迁移的影响以及对细胞周期的干预作用,并对其抗增殖的分子机制进行了深入探讨,为黄芩苷在血管病变防治中的应用提供新的实验依据。
方法:
1 VSMC的培养及分组
用贴块法分离、培养VSMC,取3 ~ 6代细胞进行实验。传代培养的VSMC生长至60 % ~ 70 %汇合时,给予用不同浓度黄芩苷(5、10、20、40μmol/L)预孵育后,加PDGF刺激24 h。
2伤口愈合实验
将VSMC接种于玻片上,至100 %汇合后用无菌枪头在玻片上划痕。细胞分组与处理条件同上。取出玻片,于低倍镜下观察细胞伤口愈合情况。
3免疫细胞化学染色
各组VSMC用多聚甲醛固定,Triton X-100处理后与相应的一抗及二抗反应,DAB显色。镜下观察,计数阳性染色细胞。
4流式细胞术分析
各组VSMC制备成单细胞悬液,乙醇固定过夜。加荧光染料后,过滤,流式细胞检测仪检测细胞周期分布情况。
5 Western blot分析
取等量蛋白的提取液上样,进行SDS-PAGE,电转移至PVDF膜上,随后与相应的一抗及二抗反应,用化学发光法检测抗原抗体结合区带。用数码成像分析系统软件对结果进行相对定量分析。
结果:
1黄芩苷抑制PDGF诱导的VSMC增殖细胞计数分析结果表明,黄芩苷能以浓度(5、10、20、40μmol/L)依赖的方式抑制VSMC增殖,具有明显量-效关系。免疫细胞化学和Western blot分析显示,正常细胞中细胞增殖标志物PCNA呈低水平表达,PDGF (10 ng/ml)刺激后PCNA水平大幅度升高,而药物孵育则使PCNA水平下降(P<0.05),与细胞计数结果一致。提示黄芩苷具有抑制PDGF诱导的VSMC增殖的作用。
2黄芩苷抑制PDGF诱导的VSMC迁移
伤口愈合实验结果显示,黄芩苷明显抑制PDGF诱导VSMC的迁移活性。免疫细胞化学染色显示,黄芩苷抑制PDGF诱导的粘附分子VCAM-1、ICAM-1的表达。Westernblot分析也显示,黄芩苷可剂量依赖性地抑制PDGF诱导的VCAM-1、ICAM-1、MMP-2和OPN的高表达(P<0.05)。以上结果提示黄芩苷抑制PDGF诱导的VSMC迁移作用与抑制迁移相关蛋白的表达有关。
3黄芩苷阻滞PDGF诱导的VSMC细胞周期进程
流式细胞术分析显示,黄芩苷(5、10、20、40μmol/L)预孵育VSMC 24 h,PDGF诱导的细胞周期进程被阻滞于G0/G1期,处于G0/G1期的细胞数较PDGF组分别增加了5 %、19 %、25 %和29 %;在此基础上,又检测了黄芩苷(20μmol/L)预孵育不同时间(12 h、24 h、48 h)对PDGF诱导的VSMC细胞周期的影响,结果显示,随着预孵育时间的延长,G0/G1期的细胞数明显增加(P<0.05)。
4黄芩苷可抑制cyclinE和CDK2的表达和相互作用Western blot分析显示,黄芩苷抑制cyclinE和CDK2的表达,具有明显量-效关系(P<0.05)。免疫共沉淀分析表明,黄芩苷在5、10、20、40μmol/L的浓度范围内,可剂量依赖性地抑制cyclinE-CDK2复合物的形成;与此同时,p27的表达量逐渐升高。提示黄芩苷阻滞VSMC细胞周期进程与抑制cyclinE、CDK2表达及相互作用和上调p27表达有关。
结论:
1黄芩苷抑制PDGF诱导的VSMC增殖。
2黄芩苷可通过下调迁移相关蛋白的表达而抑制PDGF诱导的VSMC迁移。
3黄芩苷使PDGF诱导的VSMC细胞周期进程停滞于G0/G1期。
4黄芩苷对VSMC增殖的抑制作用与其抑制cyclinE、CDK2的表达及相互作用和上调p27表达有关。