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普伐他汀抑制C-反应蛋白诱导的HUVEC细胞合成TNF-α和IL-6

2023-06-26 来源:小奈知识网
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第29卷第2期 2008年3月 武汉大学学报(医学版) Medical Journal of Wuhan University V01.29 No.2 Mar,2008 普伐他汀抑制C一反应蛋白诱 导的HUVEC IL一6 细胞合成TNF一 和 王海蓉 熊世熙 黄从新。 武汉大学中南医院心内科湖北武汉430071 430060 。武汉大学人民医院心内科 湖北 武汉摘要 目的:观察c_反应蛋白(CRP)刺激对人脐静脉血管内皮细胞(HUVECs)分泌功能的影响。方法:体外 培养HUVECs,检测细胞对CRP诱导的反应以及普伐他汀于预效应。酶联免疫吸附试验检测培养液上清中肿瘤 坏死因子a(TNF-a)和白介素-6(II,6)的水平。电泳漂流技术(EMsA)检测细胞核提取物中NF-xB与DNA的结合 活性。结果:TNF_a和IL-6的水平随CRP刺激浓度的升高而增加,呈剂量依赖性(0-100 mg/L),在5 mg/L CRP 时即可检测到TNF-a和IL-6表达,100 mg/L CRP时可见最大效应。50 mg/L CRP呈时间依赖性增加TNF.a和 IL-6的表达(O-48 h),24 h达高峰。普伐他汀有效抑制CRP诱导的NF-xB激活和炎症因子表达。结论:CRP剂量 依赖性激活血管内皮细胞的炎症因子表达,其中NF-xB途径被激活,参与致动脉粥样硬化作用;他汀类药物能有效 抑制该途径,发挥抗炎及抗动脉粥样硬化作用。 关键词 c_反应蛋白;血管内皮细胞;细胞因子;普伐他汀;动脉粥样硬化 中图分类号 R543.3 1 文献标识码 A 文章编号 1671-8852(2008)02-0198—04 Inhibition of Pravastatin on the Release of TNF—Alpha and IL__6 by HUVECs Stimulated by C__Reactive Protein WANG Hairong ,XIONG Shixi ,HUANG Congxin。 Dept.of Cardiology,Zhongnan Hospital of Wuhan University,Wuhan 430071,China 。Dept.of Cardiology,Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,China Abstract objective:To investigate the mechanism underlying the role of C—reactive protein(CRP)in endothelia1 cells and the effect of statin on inflammatory factors such as tumor necrosis factora (TNF-a)and interleukin-6(IL一6)stimulated by CRP.Methods:The response of vascular endo— thelial cells(HUVECs)to CRP was investigated and compared with the response to lipopolysac— charide(LPS).Further we observed whether the redox-responsive transcription factor NF-kap— paB(NF—KB)involved in this response of HUVECs bv CRP.At 1ast the effects of pravastatin were observed.Results:The present study showed that CRP increased the release of TNF-a and IL一6 as wel1 as LPS did in HUVECs.In HUVECs induction of TNF—a and IL一6 was already pres— ented at 5 mg/L and reached a maximum at 100 mg/L of CRP,at which point a substantial in— crease in expression of TNF—a and IL一6 were evident.The CRP effect was time-dependent(0-4 8 h)and dose-dependent(0—100 mg/L).CRP induced activation of NF—KB in HUVECs and the ac— tivation were inhibited by pravastatin.Conclusion:CRP causes NF_KB activation of H UVECs 作者简介:王海蓉,女,1972一,医学博士,主治医师,主要从事冠心病基础研究 通讯作者:熊世熙,男,1957一,主任医师,主要从事心肌保护方面的研究 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 王海蓉,等.普伐他汀抑制c-反应蛋白诱导的HUVEC细胞合成TNF- ̄和IL-6 199 which could Iead tO the induction of TNF—a and IL一6 as well as LPS does.This effect can be in— hibited by pravastatin.CRP may play a role in atherogenesis by activating endothelial cells at least in part through NF—KB and statins inhibit this response.which may provide an insight into the mechanisms of anti—inflammatory or anti—atherosclerotic actions of statins. Key Words C—Reactive Protein;Endothelium,Vascular;Cytokines;Statins;Atherosclero— SiS 炎症在动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的发 先用普伐他汀孵育2 h,再用CRP刺激24 h,提取细胞 生发展阶段发挥着重要作用l1]。流行病学研究提示 C一反应蛋白(C—reactive protein,CRP)是AS的重要 风险预测因子l2。],高水平CRP预示AS病人预后 较差。体外实验l4 证实,CRP可能直接参与AS的 形成过程。如CRP直接诱导血管内皮细胞表达各 种黏附分子与趋化因子,促进血管内皮细胞功能紊 乱。但有关CRP对血管内皮细胞前炎症因子IL一6 和TNF一0t的表达,特别是相关信号途径的研究则甚 少报道。 LPS是炎症反应强有力的刺激物,本实验以 LPS刺激为对照,主要观察CRP直接刺激血管内皮 细胞后TNF—a和IL一6的表达,以及细胞核内NF—KB 的激活状况。实验还将观察普伐他汀对CRP诱导 反应的干预效果。 1材料与方法 1.1主要材料G反应蛋白(CRP)购自Sigma公司。 LPS购自R&D公司,DMEM/F12培养基和人胎牛血 清购自GIBcO公司。普伐他汀原药由施贵宝公司友 情提供。TNF- ̄、IL-6酶联免疫吸附试剂盒(R&D); [ 船P]ATP(111000 Gq/mmol,北京亚辉生物医学工 程公司);G25层析柱(Promega公司)。 1.2方法 1.2.1 细胞培养 人脐静脉内皮细胞(HUVECs, from Cascade Biology)用DMEM/F12培养基培养 (内含10 热灭活的胎牛血清,100 mg/L青霉素和 100 mg/L链霉素以及内皮细胞生长因子,肝素等)。 第2—4代用于实验。细胞分种在24孔板或9 cm圆 盘中,细胞融合成单层后,用无血清的培养基饥饿细 胞24 h后用于实验。 1.2.2 TNF—a和IL一6水平检测 细胞培养于24孔 板,不同浓度的CRP(0,1,5,10,20,50和100 mg/L) 或LPS(0,1,10,20,50和100 ̄g/L)分别培养24 h,提取细胞培养液上清。用50 mg/L CRP或5O g/ L LPS按照不同时间(0,2,4,8,16,24和48 h)孵 育,提取细胞培养液上清。药物干预实验中,细胞预 培养液上清。培养液上清用以检测TNF—a和IL一6 水平,测定均采用商用ELISA(R&D)检测试剂盒, 严格按照使用说明书进行操作。 1.2.3 EMSA检测NF—KB的活性 细胞核内的 NF— B蛋白质水平采用凝胶电泳迁移率方法检测 (EMSA)。细胞用CRP(50 mg/L)、LPS(50 ug/L)分 别刺激5 h后提取细胞核蛋白。他汀类药物抑制实验 中细胞先用药物(1,5,10 ttmol/L普伐他汀)分别孵 育1 h后再用CRP刺激5h后提取细胞核蛋白。 参照Schreiber等_6 的方法提取核蛋白和标记 KB序列探针,收集5×10 细胞,冰PBS洗涤,1 500 g离心5 min。细胞重悬于200 ul冷裂解液A 15 min以裂解胞膜;加入10 NP一40溶液25 l,漩涡 混匀,600 g离心5 min。所得胞核重悬于冷裂解液 c,提取的核蛋白置~70℃备用。含 B序列双链寡 核苷酸(NF.KB: 5,_AGTTGAGGGGACTTTC— CCAGGC一3 ,Santa Cruz Biotechnology)探针,在 T 寡核苷酸激酶作用下,以[7一。 P3 ATP标记其5 端,经G~25层析柱纯化后,测定探针的放射性。 EMSA法检测NF- ̄B活性及其特异性:取对照 组,LPS刺激组和CRP刺激组及药物干预组的核提取 物各3 g与1 I标记探针混合,室温放置20 min,然 后在6 非变性聚丙稀酰胺凝胶电泳90 min,一70 oC 放射自显影。显影电泳带通过激光扫描仪(Typhoon 9200型,瑞典安玛西亚公司)扫描成像后用Im— agequant软件分析各带的相对放射性强度。凝胶迁 移率特异性竞争抑制实验:EMSA中设特异性竞争 抑制实验,LPS刺激组和CRP刺激组的核提取物各 3 g与标记探针1 I混合后,在反应体系中加入 100倍未标记的特异性 B探针作特异性竞争。 1.3统计学处理 数据以 士S表示,多组问均数 比较用方差分析,采用SPSS u.5软件进行处理。 2 结果 2.1 CRP和LPS诱导HUVEC合成TNF-a和IL-6 的剂量效应CRP刺激血管内皮细胞24 h后,细胞 维普资讯 http://www.cqvip.com 200 武汉大学学报(医学版) 第29卷 培养液中TNF—a和IL一6的水平随CRP浓度的升高 而增加,呈剂量依赖性(表1)。IL一6的表达在5 rag/ 和IL一6的生成达到最高。 LPS刺激血管内皮细胞TNF-a和IL-6分泌也  ug/L LPS时IL-6 L CRP刺激时与对照组比较增加显著,P<0.05;与 呈明显的剂量依赖趋势(表2),5对照组比较,TNF—a的表达在5 mg/L CRP刺激时 水平较对照组增加,P<0.05;TNF—a较对照组增  即有明显增加,P%0.05;100 mg/L CRP时TNF—a 加,P%0.05。表1 CRP剂量依赖性诱导HUVEC分泌IL-6与TNF_a ±S,n一7) Tab.1 Dose-dependent induction of IL-6 and TNF- ̄by CRP in HUVECs 表2 LPS剂量依赖性诱导HUVEC分泌IL-6与TNF_a ±S,n一7) Tab.2 Dose-dependent induction of IL-6 and TNF- ̄by LPS(pg/L)in HUVECs P<O.05, P<0.01,vs control group(0 rag/L CRP) 2.2 CRP和LPS诱导HUVEC合成TNF-a和IL-6 的时间曲线 CRP(50 mg/L)与LPS(50 ̄g/L)刺 3,4)。从表中可见,在CRP刺激下,TNF—a和IL一6 比较即有统计学意义;随着时间的延长而逐渐增加, 24 h达峰值。LPS刺激4 h时两种炎症因子的表达 24 h时TNF—a和IL一6表达达到最高,48 h时仍有 激下HUVEC时间依赖性分泌TNF—a和IL一6(见表 亦有显著增加,与对照组比较,P<0.05,LPS刺激  在2 h即可检测到表达增加,4 h表达水平与对照组 较高表达。表3 CRP时间依赖性诱导HUVEC分泌IL-6与TNF_a( ±s,n一7) Tab.3 Time-dependent induction of IL一6 and TNF- ̄by CRP in HUVECs 表4 LPS时间依赖性诱导HUVEC分泌IL-6与TNF_a ±S,n一7) Tab.4 Time-dependent induction of IL-6 and TNF- ̄by LPS in HUVECs PG0.05, PG0.01,vs control group(0 h) tg/m1)对血管内皮细胞NF—KB活性的影 2.3普伐他汀抑制CRP诱导的HUVEC合成TNF- LPS(50 ̄结果CRP和LPS均能诱导内皮细胞NF—KB激 a和IL一6 如表5所示,普伐他汀以剂量依赖方式 响,(1,5,10 t ̄mol/L)降低50 mg/L CRP诱导的TNF—a 活,LPS刺激强度高于CRP。加入100倍非标记探 tive)后均能抑制电泳滞后带的产生,证 和IL-6的表达。10 t ̄mol/L普伐他汀可使TNF—a 针(competi水平下降40 ,P%0.05;IL-6下降34 ,P%0.05。 实EMSA检测的特异性(见图1)。药物干预实验结 2.4普伐他汀抑制CRP诱导的HUVEC NF-KB激 果如图1所示,CRP诱导的NF—KB活性能被普伐他 活 特异性竞争抑制实验比较CRP(50 rag/L)和 汀(1.0,5.0,10 mol/L)不同程度降低。 表5普伐他汀抑制CRP诱导的HUVEC分泌TNF- ̄和IL-6(x ̄s,n一7) Tab.5 Inhibiting effect of pravastatin on TNF- ̄and IL-6 released from HUVECs stimulated by CRP 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 王海蓉,等.普伐他汀抑制c一反应蛋白诱导的HUVEC细胞合成TNF-a和IL-6 201 freeprobe LPS 一…--一一一. CRP - 一 一 十 + 一 + 十 + competitive-一+一 ・・-一- pravastatin--一-一 --l 0 5.0 IO 图1普伐他汀抑制CRP诱导的HUVEC NF- ̄:B激活 Fig.1 Pravastatitrs inhibition on NF-KB activation induced by CRP 3讨论 结果显示,CRP以剂量依赖方式(1-100 mg/L) 诱导HUVECs分泌TNF—a和IL一6,类似于LPS在 (1-100 ug/L)剂量范围诱导HUVEC分泌这两种前 炎症因子。尽管在对应剂量范围LPS显示出的刺 激效应更强,CRP效力较弱,但5 mg/L CRP已足以 引起血管内皮细胞的功能变化,即表现出一定的促 炎症效应,且随剂量增加效应增强,100 mg/L时达 最大效应。研究进一步证实,在CRP的促炎症效应 中NF— B信号途径被激活。普伐他汀(1,5,10 t ̄mol/L)抑制CRP诱导的血管内皮细胞TNF—a和 IL一6分泌作用逐渐增强,并抑制了NF— B激活。 CRP的直接促动脉粥样硬化作用一直备受争 论。在冠心病病人血循环中IL-6水平是增加的_7]。 IL一6又是肝脏产生CRP的最主要决定因素。CRP 诱导内皮细胞分泌IL一6,IL-6的增加势必导致肝脏 产生更多的CRP,形成恶性循环,导致血管内皮功能 的进一步恶化。TNF—a也能诱导IL一6的生成,促进 白细胞与内皮细胞的黏附。而且,TNF—a还能影响 脂质代谢,参与心血管疾病的发生过程 ]。CRP诱 导内皮细胞TNF—a表达,这些均支持CRP的直接 促炎症效应以及参与AS形成的理论。转录因子 NF— B参与众多与AS有关的炎症因子基因表达的 调控,参与AS的病理发生机制 ]。CRP诱导TNF— a和IL一6生成过程中NF— B途径被激活。 普伐他汀抑制CRP诱导的血管内皮细胞TNF-a 和IL-6表达以及NF- ̄:B活化,可以减轻内膜的炎症 反应,这是普伐他汀有利于预防AS的机制之一_i 。 口服后普伐他汀在血清中的峰浓度大约为10 mol/ L,我们推测临床浓度可能也抑制内皮TNF-a、IL-6的 释放,并抑制NF- ̄:B促进AS斑块的稳定性。CRP在 炎症/动脉粥样硬化过程中发挥直接作用,针对CRP 的药物治疗为临床提供了一个新的视角。CRP激活 NF- ̄:B信号途径并诱导炎症因子表达,尽管刺激强度 较LPS明显较弱。普伐他汀不同程度降低CRP诱导 的炎症因子表达和NF- ̄:B激活。 参考文献 [1]Libby P,Ridker PM,Maseri A.Inflammation and atherosclerosis[J].Circulation,2002,105:1 135— 1 143. E2]Ridker PM,Cushman M,Stampfer MJ,et a1.Inflam— mation。aspirin and the risk of cardiovascular disease in apparently healthy menEJ].N Engl J Med,1997, 336:973—979. [3]Yamada S,Gotoh T,Nakashima Y,et a1.Distribution of serum C-reactive protein and its association with atherosclerotic risk factors in a Japanese population: Jichi Medical School Cohort StudyEJ].Am J Epidemi— ol,2001,153(12):1 183—1 190. [4]Pasceri V,Willerson JT,Yeh ET,et a1.Direct proin— flammatory effect of C-reactive protein on human an— dothelial cells[J]。Circulation,2000,102:2 165—2 168. [5]Pasceri V,Cheng JS,Willerson JT,et a1.Modulation of C-reactive protein mediated monocyte chemoattrac— tant protein-1 induction in human endothelial cells by anti—atherosclerosis drugsEJ].Circulation,2001,103: 2 531—2 534. [6]Schreiber E,Matthias P,Muller MM,et a1.Rapid de— tection of octamer proteins with mini—extracts,pre— pared from a small number of cells[J].Nucleic Acids Ras,1989;17:6 419. [7]Du Clos Tw.Function of C—reactive protein[J].Ann Med,2000,32:274-278. [8] Ross R.Atherosclerosis an inflammatory disease[J]. New Engl J Med,1999,340,115—126. [9]Ogata N,Yamamoto H,Kugiyama K,et a1.Involve— ment of protein kinase C in superoxide anion-induced activation of nuclear factor-kappa B in human endothe— lial cells[J].Cardiovasc Res,2000,45:513—523. [Io]Ridker PM,Rifai N,Pfeffer MA,et a1.Long-term effects of pravastatin on plasm concentration of ̄reactive pro— tein.The Cholesterol and Recurrent Events(CARE)In— vestigators[J].Circulation,1999,100:230—235. (2007—06—26收稿) 编辑张峻 

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