摘要目的:血管内皮细胞在结构、功能方面的损伤是动脉粥样硬化的始动环节,血液中的单核细胞黏附于血管内皮细胞并向内皮下迁移、浸润、激活并分化成巨噬细胞,巨噬细胞吞噬脂质形成脂质条纹并最终成为泡沫细胞。在此过程中内皮细胞分泌的多种黏附分子(adhesionmolecules,Ams)以及单核细胞趋化蛋白(monocyte chemoattractantprotein,MCP-1)发挥重要作用,因此,保护血管内皮细胞结构和功能的完整性对于防治动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)有重要的意义。生姜(ginger)是常用的中药,有解表散寒、温中止呕、化痰止咳的作用,现代研究表明生姜具抗氧化作用、调血脂作用、抗炎作用等多种药理作用。生姜的上述作用均有利于保护血管内皮细胞,阻止动脉粥样硬化的发生和发展<'[1]>。鲜姜有效部位(effective parts ofzingiber officinale,EPZ)是采用先进的提取工艺,将生姜的主要成分挥发油和姜辣素合并提取并处理加工成为的固体物质,保留了生姜的天然活性,为开发生姜的药用价值提供条件。本实验采用过氧化氢(hydrogen peroxide,H<,2>O<,2>)作为外源性自由基生成系统,模拟内皮细胞的脂质过氧化损伤,建立离体培养的血管内皮细胞(ECV-304)氧化损伤模型,研究鲜姜有效部位对损伤的血管内皮细胞与单核细胞的黏附、表面黏附分子及单核细胞趋化蛋白表达的影响,从细胞及分子水平探讨鲜姜有效部位对动脉粥样硬化的发生发展过程中重要影响因素的干预作用及其可能的作用机制。 方法:健康Wistar大鼠50只,雌雄各半,体重300+25g,实验室环境适应性饲养一周,然后随机分为五组:生理盐水组、EPZ低 (200mg/Kg)、中(400mg/Kg)、高剂量(800mg/Kg)组、阳性对照药洛伐他汀(40mg/Kg)组。每日药量分两次灌胃给药,连续给药三天,第四天将一天药物一次给予,于药后1~2h内由心脏取血,离心后取血清置—20℃备用。无菌条件下将ECV-304细胞复苏及传代培养,采用1000μmol/L H<,2>O<,2>作用4h制备细胞损伤模型。取同一代细胞,生长为致密单层后,更换DMEM基础培养基(无血清)作用12h。将细胞随机分为7组:正常组、损伤组、不含药血清组、含EPZ低、中、高浓度血清组、含洛伐他汀血清组。除正常组外所有组别细胞均加入H<,2>O<,2>(终浓度为1 000lμmol/L)作用4h,吸弃培养基,其中正常组与损伤组给予含10%新生牛血清的DMEM基础培养基,空白对照组给予含lO%不含药血清的DMEM基础培养基,给药组分别给予含10%不同浓度药物血清的DMEM基础培养基,洛伐他汀组给予含10%洛伐他汀血清的基础培养基作用20h,倒置相差显微镜下进行一般形态学观察;MTT法测定细胞存活率;分光光度法分别测定细胞培养液中乳酸脱氢酶(1actate dehydrogenase,LDH)活性、细胞中及细胞培养液中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;孟加拉玫红染色法测定单核细胞与内皮细胞的黏附力;逆转录聚合酶链反应(reversetranscription polymerase chain reaction,RT-PCR)测定细胞内细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、单核细胞趋化蛋白(monocyte chemotaetic protein-1,MCP-1)mRNA表达水平;酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定MCP-1蛋白表达水平。 结果:①对细胞形态学的影响倒置相差显微镜下观察,正常细胞融合成单层后,呈典型的铺路石状镶嵌排列,细胞呈短梭形或多角形,边界清楚,呈圆形或椭圆形。H<,2>O<,2>损伤ECV-304细胞4h后,可导致细胞形态学明显改变,损伤后的ECV-304细胞数目减少、胞体缩小、细胞间隙增大、胞膜皱缩,折光性降低。EPZ不同浓度含药血清均可不同程度的改善。H<,2>O<,2>所致的细胞形态学损伤。②对细胞存活率的影响H<,2>O<,2>与ECV-304共同孵育后,细胞的存活率明显下降。EPZ不同浓度含药血清均可改善H<,2>O<,2>的损伤,提高细胞的存活率(P<0.001)。③对生化指标的影响H<,2>O<,2>损伤的血管内皮细胞中MDA含量、细胞培养液中LDH活性和MDA含量均显著升高。EPZ不同浓度含药血清能显著降低细胞中及细胞培养液中的MDA(P<0.001)含量;EPZ高浓度含药血清可显著降低细胞培养液中的LDH活力(P<0.01),EPZ低、中浓度含药血清虽然有降低LDH活力的趋势,但无统计学意义。④对单核细胞与内皮细胞黏附力的影响H<,2>O<,2>损伤的内皮细胞与单核细胞的黏附力显著增加,EPZ不同浓度含药血清均能显著降低单核细胞与受损的血管内皮细胞的黏附力(P<0.001)。⑤对黏附分子mRNA表达的影响H<,2>O<,2>损伤的血管内皮细胞中ICAM-1、VCAM-1及MCP-1mRNA均显著升高,EPZ各浓度含药血清均显著降低ICAM-1、VCAM-1、MCP-1 mRNA的表达(P<0.00 1)。⑥对细胞培养液中MCP-1蛋白含量的影响H<,2>O<,2>损伤的血管内皮细胞中MCP-1蛋白的表达显著升高。EPZ中、高浓度含药血清(p<0.05)均能显著降低MCP-1蛋白的表达,EPZ低浓度含药血清对MCP-1蛋白的表达略有降低作用,但无统计学意义。 结论:EPZ低、中、高浓度含药血清对于H<,2>O<,2>诱导的血管内皮细胞的氧化损伤均具有保护作用,能显著提高细胞存活率,提高细胞的抗氧化能力,在一定程度上保护细胞结构与功能的完整性:降低单核细胞与内皮细胞的黏附力,并从转录水平抑制了脂质过氧化引起的黏附分子以及单核细胞趋化蛋白表达的增加,从而抑制了动脉粥样硬化的始动环节。
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