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灯盏花乙素对人心脏微血管内皮细胞中PKCε表达的调控作用

更新时间:2009-03-28

缺血性心脏病在老年人群中发病率居高不下,甚至逐渐趋向于中青年人群,其主要的发病机制为:当心脏缺血后又恢复心脏的正常血供时,心脏功能不仅没有恢复,反而出现不可逆转性的心肌损伤,此即为心肌缺血再灌注损伤(ischemia/reperfusion,I/R)[1].有研究表明,血管内皮细胞是I/R损伤中尤为重要的靶细胞,同时也是I/R损伤的开始发生发展的重要影响因素[2-3].

蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)是广泛存在于神经系统,同时也是心肌I/R损伤中重要的信号传递分子之一[4-5].目前有研究发现,PKCα、β、δ、ε和η均具有心肌保护的作用,并且PKCε的保护作用由为突出[6-7].有研究显示,PKCε在多种预处理下的抗心肌I/R损伤中,发挥着极为重要的作用[8-11].

灯盏花乙素(scutellarin,SCU)是从云南特有药用植物灯盏花中提取的有效活性成分.根据目前的研究报道,SCU具有扩张血管、抗凝血作用和促纤溶等多种药理学活性[12-13].有研究显示,SCU可改善I/R致脑微血管内皮损伤[14].因此,作者推测:在I/R致心血管损伤方面是否也有同样功效.

基于以上推测,本研究采用人心脏微血管内皮细胞(human cardiac microvascular endothelial cells,HCMECs)为受试细胞,在正常以及缺氧再给氧(hypoxia reoxygenation,HR)(模拟缺血再灌注损伤)的处理条件下,探讨SCU对正常及HR损伤条件下HCMECs中蛋白激酶Cε(PKCε)表达的影响.

1 材料与方法

1.1 材料

受试细胞HCMECs购自上海研一生物科技有限公司.受试药物SCU是由云南龙津药业植化专家张人伟[15]研究员提供,其含量>99%.SCU的结构式见图1.

  

图1 灯盏花乙素结构式Fig.1 Structure of Scutellarin

 

4,5,6-三羟基黄酮-7-O-葡萄糖醛酸.

实验主要试剂:细胞培养用DMEM培养基与胎牛血清均购自于美国Hyclone公司;PKCε及磷酸化PKCε(p-PKCε,PKCε的活化形式)的抗体购自美国Santa Cruz公司;蛋白定量BCA试剂盒购自于上海碧云天生物技术有限公司;Total RNA提取试剂与 RecombinantDNaseⅠ(RNase-free)购自于TaKaRa公司;2×Power Taq PCR MasterMix购自Bioteke公司.

与 Control组比较,SCU(0.1 μM,1 μM,10 μM)PKCε的mRNA表达均有显著增加,且呈剂量依赖性(图3).

1.2 方法

1.2.2 HR模型构建与分组 用SCU0.1 μM孵育HCMECs预处理2 h后,更换无糖无血清的培养基进行缺糖处理,在此培养过程中同时给予相应浓度SCU,再放置于三气培养箱中(此时培养箱为5%CO2,2%O2,98%N2)进行缺氧培养处理12 h后,更换正常培养基,置于正常培养箱,进行复氧处理12 h.实验分组为:对照组(Control)、HR组(Model)、SCU(0.1 μM,1 μM,10 μM)3种剂量组.

1.2.1 正常培养与分组 当HCMECs贴壁达板面积90%时,用相应浓度的SCU孵育细胞,于正常培养箱中培养24 h.实验分组为对照组(Control)、SCU(0.1 μM,1 μM,10 μM)3 种剂量组.

RT-PCR检测:以Trizol法提取细胞中总RNA,再使用Quantscript RT试剂盒对其逆转录成cDNA.在基因扩增系统中,扩增过程为:94℃初始模板变性3 min(1个周期),94℃模板变性30 s(35个周期),然后57℃退火30 s,并在72℃延伸45 s.PCR反应产物再经过1%浓度的琼脂糖凝胶电泳分离,染色用溴化乙锭,之后用清水漂洗.在凝胶成像仪中观察凝胶中条带,最后将条带拍照保存.GAPDH作为基因内参,计算PKCε与GAPDH的mRNA密度值,进行评估计算.PKCε 正向序列为 CTCCCTTTGAGGCCGACAAT,其反向GTCCACAAGGGTGAGTACCG;GAPDH正向 序 列 AATCCCATCACCATCTTCC,反 向GAGTCCTTCCACGATACCAA.

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Western blot检测:PKCε蛋白样品准备:取出正常以及缺氧再给氧条件下培养的HCMECs,将其在含有蛋白酶抑制剂Cocktail的RIPA裂解液中裂解细胞后,收集细胞裂解物,经过4℃10 000 g离心10 min,取上清液,用BCA试剂盒进行蛋白定量.p-PKCε蛋白样品准备:取出正常以及缺氧再给氧条件下培养的HCMECs,将其在含有磷酸酶抑制剂Phosstop和蛋白酶抑制剂的细胞裂解液中溶解细胞,裂解物经过14 000 g离心15 min(4℃)处理.最后用BCA试剂盒进行蛋白定量.

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1.3 统计学处理

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Herbertus mastigophoroides H.A.Mill.熊源新等(2006);杨志平(2006)

2 结果

2.1 SCU对正常培养的HCMECs中p-PKCε及PKCε蛋白表达的影响

与 Control组比较,SCU(0.1 μM,1 μM,10 μM)p-PKCε的表达无明显变化,而PKCε均有显著增加,且呈剂量依赖性(见图2).

取20 μg蛋白上样,在10%的分离胶中进行SDS-PAGE凝胶电泳.经过恒压15 V转印时间30 min半干转印,再用以脱脂奶粉与TBST缓冲液配制的封闭液在室温下封闭1 h.加入PKCε一抗(1:1 000)及p-PKCε 一抗(1:1 000),4℃孵育过夜.用1×TBST洗膜3次,每次5 min.之后将膜与辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗兔抗体(1:2 000)室温孵育1 h.用1×TBST洗膜3次,每次5 min.加ECL试剂,用X胶片曝光,最后用洗片机显影成像.同时用GAPDH抗体(1:10 000)作为内参对照.结果所得图像用Scion软件进行分析计算.

  

图2 SCU对正常培养HCMECs中p-PKCε和PKCε蛋白水平的影响Fig.2 Effect of SCU on p-PKCε and PKCε protein levels in normal HCMEC

 

A:Western blot实验代表性条带;B:数据统计学定量分析图).与对照组比较,**P<0.01.

2.2 SCU对正常培养的HCMECs中PKCε mRNA表达的影响

我们从上述看出,这时期体育改革推动体育公共服务建设和完善,以青少年体质健康和老年人健康为重点加快了体育公共服务改革,逐步形成以政府服务为主体,以社会和市场机制为补充的体育公共服务体系。

构建和谐企业并非一蹴而就,而是一个长期的过程。企业要按照企业美学理论,特别是审美文化理论来全面规划,把“和谐”的意识全面落实到企业的生产经营管理过程中,与具有这种思想观念的人相配合,真正发挥出“和谐”的强大力量。“在文化创造的各个领域,人们更关心的是审美表达,而不是社会解释。”[4]525审美表达更多的是人们有意识地创造和享受美的一种表现,而不是寻求一种社会通俗的表达,因为我们是生活在一个文化大发展的时代和社会。

数据分析处理采用SigmaStat统计学软件,实验所得数据用均数±标准差(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)的Fisher Least-Significant Difference检验,检验标准α=0.05.用SigmaPlot图形软件进行作图.

  

图3 SCU对正常培养HCMECs中PKCε mRNA水平的影响Fig.3 Effect of SCU on PKCε mRNA levels in normal HCMECs

 

A:RT-PCR实验代表性条带;B:数据统计学定量分析图.*P<0.05,**P<0.01.

2.3 SCU对HR培养的HCMECs中p-PKCε和PKCε蛋白表达的影响

与Model组组比较,SCU给药使p-PKCε和PKCε蛋白表达有逐渐升高的趋势且存在一定的剂量依赖性,SCU10μM可显著上调p-PKCε和PKCε蛋白表达(见图4).

  

图4 SCU对HR培养HCMECs中p-PKCε和PKCε蛋白水平的影响Fig.4 Effect of SCU on p-PKCε and PKCε protein levels in HR-treated HCMECs

 

A:Western blot实验代表性条带;B:数据统计学柱状图).*P<0.05.

2.4 SCU对HR培养的HCMECs中PKCε mRNA表达的影响

相比于Control组,HR损伤使Model组PKCε mRNA表达显著下降.而与Model组比较,SCU给药使PKCε mRNA表达有逐渐升高的趋势,并且存在一定的剂量依赖性,SCU(1 μM,10 μM)可显著上调PKCε mRNA表达(见图5).

  

图5 SCU对HR培养HCMECs中PKCε mRNA水平的影响Fig.5 Effect of SCU on PKCε mRNA levels in HR-treated HCMECs

 

A:RT-PCR实验代表性条带;B:数据统计学定量分析图.*P<0.05.

3 讨论

灯盏花乙素是云南特有植物灯盏花的有效活性成分,并且也是一种成功用于临床治疗缺血性疾病的黄酮苷类化合物[16].本研究表明,SCU在正常培养以及HR培养的HCMECs中,可上调PKCε的蛋白和mRNA的表达,提示PKCε参与了I/R至心血管的损伤,而SCU可通过上调PKCε的蛋白和mRNA的表达起到保护作用.

以前的研究[17]显示,SCU通过拮抗I/R损伤起到舒张血管的作用,从而达到保护心脑的效用.而在目前的研究中,笔者着重研究SCU对内皮细胞可能的直接保护作用.在正常培养HCMECs的实验中,SCU可显著增加细胞中的PKCε蛋白及mRNA的表达,并且对PKCε的活化形式p-PKCε也有上调作用.在HR培养HCMECs的实验中,SCU可降低细胞受HR损伤,并且可显著增细胞中的PKCε蛋白及mRNA表达.

PKC是一组依赖Ca2+激活蛋白丝/苏氨酸激酶,它是由单一的多肽单链构成.目前,在生物细胞中至少发现了13种PKC亚型.PKCε属于nPKC中的一员,其在细胞的生长、分化、凋亡以及转化等多种细胞信号转导途径中发挥着重要的作用[18].研究发现在缺血再灌注机制中,PKCε的作用尤为重要.迄今为止,各类研究对缺血预适应晚期效应中的PKC各个亚型变化研究较少,并且,对PKCε在晚期效应期的分布及其表达也尚无报道[19].

本研究通过观察SCU上调PKCε,从而对HCMECs起保护作用,一定程度上表明了SCU拮抗心肌I/R损伤的分子机制.本研究的结果将揭示用于缺血性疾病临床的化合物SCU的药理作用及分子机制研究,也提示了PKCε在I/R损伤相关信号通路中的重要作用.

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陈晨,王友兰,刘伟军,饶嫱,杜庭彦,杜晓华,杨为民,朱秀芬
《昆明医科大学学报》2018年第04期文献

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