通心絡(luò)抑制血管內(nèi)膜增生的作用和機制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、病理性血管重塑(vascular remodeling)是指血管壁結(jié)構(gòu)對血流變化、機械負(fù)荷或者血管損傷所發(fā)生的失代償性改變,進而可導(dǎo)致許多血管疾病的發(fā)生和發(fā)展,比如動脈粥樣硬化、血管成形術(shù)后再狹窄以及血管旁路移植失敗等。新生內(nèi)膜形成是血管重塑的主要病理特征之一,病理學(xué)基礎(chǔ)主要為局部炎性細胞的浸潤和中膜平滑肌細胞的增殖和遷移。大量研究表明,炎癥應(yīng)答在引發(fā)和加劇血管重塑中起關(guān)鍵作用,表現(xiàn)為單核/巨噬細胞浸潤以及炎性介質(zhì)的釋放,由此觸發(fā)血管平

2、滑肌細胞(vascular smoothmuscle cells,VSMCs)向內(nèi)膜下遷移和增殖,最終導(dǎo)致管腔狹窄甚至閉塞。
  MicroRNAs(miRNAs)是體內(nèi)存在的一類非編碼小RNA,長度通常不超過22個核苷酸,主要通過抑制翻譯或促進mRNA降解在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達。研究證實,許多miRNAs都參與了血管重塑過程。MicroRNA-155(miR-155)是一個炎癥相關(guān)miRNA,在巨噬細胞和動脈粥樣硬化斑塊中表達

3、上調(diào)。miR-155通過靶向抑制巨噬細胞炎癥應(yīng)答來發(fā)揮促炎或抗炎的作用。近期研究表明,miR-155在動脈粥樣硬化中同樣具有抗斑塊形成和促斑塊形成的雙重作用,但其在血管重塑及新生內(nèi)膜形成中的作用還尚不清楚。
  通心絡(luò)是一種中藥復(fù)方提取物,由人參、赤芍、酸棗仁、檀香、降香、土鱉蟲、蜈蚣、水蛭、蟬蛻、全蝎、乳香及冰片組成。該藥已顯示出多種血管保護樣作用,包括降血脂、抗氧化、抗血栓形成、改善內(nèi)皮細胞功能、促進血管新生以及抑制炎癥反應(yīng)等

4、??寡资峭ㄐ慕j(luò)發(fā)揮血管保護作用的主要機制之一,miRNA是否介導(dǎo)或參與通心絡(luò)抑制血管炎癥反應(yīng)的過程目前還尚不清楚。因此,本研究利用小鼠頸動脈結(jié)扎模型誘導(dǎo)血管內(nèi)膜增生,探討通心絡(luò)是否通過調(diào)控miR-155的表達而發(fā)揮抑制血管炎癥及血管重塑的作用,旨在為闡明通心絡(luò)的血管保護分子機制以及擴大臨床應(yīng)用范圍提供實驗依據(jù)。
  第一部分通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生和血管炎癥反應(yīng)
  目的:觀察通心絡(luò)對頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生和局部

5、炎癥應(yīng)答中的抑制作用。
  方法:1于左側(cè)頸總動脈近分叉處結(jié)扎C57BL/6小鼠頸總動脈誘導(dǎo)內(nèi)膜增生。2應(yīng)用蘇木精-伊紅染色和Image-Pro Plus Analyzer version5.1軟件觀察和評價內(nèi)膜增生的形態(tài)學(xué)改變。3 qRT-PCR檢測VEGF-α、FGF-b、TGF-β、PDGF-BB、TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA表達水平。4應(yīng)用mac-2和SMA免疫熒光雙重染色觀察巨噬細胞浸潤和血管平滑肌細胞增殖

6、。5免疫組化法觀察TNF-α和IL-1β的表達量。
  結(jié)果:
  1、通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生
  形態(tài)學(xué)分析顯示,頸動脈結(jié)扎7天后既有新生內(nèi)膜形成,到結(jié)扎后14天內(nèi)膜增生進一步加重,到結(jié)扎后21天,新生內(nèi)膜大量增加至血管壁厚度的70%以上。與結(jié)扎組相比,通心絡(luò)低劑量、中劑量和高劑量灌胃組(于術(shù)前3天開始,每天灌胃給藥一次)結(jié)扎血管的內(nèi)膜面積和I/M比值在3個時間點(7、14和21天)均顯著減少。同時,通心

7、絡(luò)中劑量和高劑量灌胃組對內(nèi)膜增生的抑制作用比通心絡(luò)低劑量灌胃組更顯著。以上結(jié)果說明,通心絡(luò)呈劑量依賴性抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的新生內(nèi)膜形成。
  2、通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的炎性因子的表達
  qRT-PCR結(jié)果顯示,在頸動脈結(jié)扎后21天,結(jié)扎血管中的TGF-β、PDGF-BB、TNF-α、IL-1β的mRNA水平均比對照組血管顯著升高。尤其是TNF-α的mRNA水平達對照組的17倍。與結(jié)扎組相比,通心絡(luò)中劑量灌胃組顯著降低了

8、PDGF-BB、TNF-α、IL-1β的mRNA水平,但沒有影響TGF-β的mRNA水平。這些結(jié)果說明,通心絡(luò)對頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的炎性因子的上調(diào)有顯著的抑制作用。
  3、通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的巨噬細胞浸潤和血管平滑肌細胞增殖,減少結(jié)扎血管中TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生
  免疫熒光結(jié)果顯示,在頸動脈結(jié)扎后21天的血管新生內(nèi)膜中有大量巨噬細胞浸潤,同時伴有血管平滑肌細胞的大量增殖。然而,在通心絡(luò)中劑量灌胃組的結(jié)扎血管中,幾

9、乎觀察不到巨噬細胞的浸潤,中膜平滑肌細胞的增殖和遷移也不明顯。免疫組化顯示,與對照組相比,損傷21天后結(jié)扎血管的新生內(nèi)膜中有大量TN-α、IL-1β的產(chǎn)生,而通心絡(luò)中劑量灌胃顯著抑制了結(jié)扎血管中TNF-α和IL-1β的表達。
  4、結(jié)扎后再給予通心絡(luò)干預(yù)仍然可以顯著抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生
  形態(tài)學(xué)結(jié)果顯示,于頸動脈結(jié)扎后3天再給予通心絡(luò)中劑量灌胃,與結(jié)扎組相比,在術(shù)后21天仍然抑制了血管內(nèi)膜增生,但抑制作用與術(shù)前預(yù)

10、干預(yù)組比較有所減弱。
  小結(jié):
  通心絡(luò)可以顯著抑制小鼠頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生,其作用與減少巨噬細胞浸潤從而減輕局部炎癥反應(yīng)有關(guān)。
  第二部分通心絡(luò)通過下調(diào)miR-155的表達發(fā)揮抑制內(nèi)膜增生的作用
  目的:觀測miR-155是否參與頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的新生內(nèi)膜形成過程,以及通心絡(luò)是否通過調(diào)節(jié)miR-155的表達來發(fā)揮抑制內(nèi)膜增生和血管炎癥反應(yīng)的作用。
  方法:1對miR-155基因敲除(miR-1

11、55-/-)小鼠和野生型(WT)小鼠行左側(cè)頸總動脈結(jié)扎術(shù)。蘇木精-伊紅染色和Image-Pro Plus Analyzerversion5.1軟件觀察和評價內(nèi)膜增生的形態(tài)學(xué)改變。2將腺病毒載體Ad-miR-155(空載體Ad-null作為對照)經(jīng)尾靜脈注射導(dǎo)入WT小鼠體內(nèi)過表達miR-155。3 qRT-PCR檢測miR-155、TNF-α和IL-1β的表達水平。4 mac-2免疫組化染色觀察巨噬細胞浸潤;免疫組化染色觀察TNF-α的表

12、達量。
  結(jié)果:
  1、通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的miR-155的表達
  與未結(jié)扎的對照組相比,miR-155在頸動脈結(jié)扎14天和21天后的小鼠血管中均顯著上調(diào),通心絡(luò)中劑量灌胃在結(jié)扎后14天和21天均明顯抑制了結(jié)扎血管中miR-155的表達。在頸動脈結(jié)扎7天后的結(jié)扎組和通心絡(luò)中劑量灌胃組的血管中miR-155的表達沒有明顯變化。
  2、 miR-155缺失抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生,而miR-155過

13、表達部分拮抗了通心絡(luò)對內(nèi)膜增生的抑制作用
  形態(tài)學(xué)分析顯示,頸動脈結(jié)扎21天后,WT小鼠血管中有大量新生內(nèi)膜形成,而miR-155-/-小鼠的結(jié)扎血管,無論是I/M比值還是內(nèi)膜面積均顯著低于WT小鼠,說明miR-155的缺失抑制了頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生。同時,在miR-155-/-小鼠給予通心絡(luò)中劑量灌胃后,其結(jié)扎血管中的內(nèi)膜增生進一步減少。
  給通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠尾靜脈注射Ad-miR-155(于術(shù)前1天開始

14、注射,每隔7天注射一次,共注射3次),與Ad-null注射組比較,在結(jié)扎21天后的血管中miR-155上調(diào)3.5倍。在通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠中,頸動脈結(jié)扎21天后,與Ad-null注射組相比,Ad-miR-155注射組的結(jié)扎血管中I/M比值和內(nèi)膜面積均顯著增加,說明miR-155過表達部分拮抗了通心絡(luò)對內(nèi)膜增生的抑制作用。
  3、 miR-155缺失抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的巨噬細胞浸潤和炎性因子TNF-α和IL-1β的表達,而m

15、iR-155過表達部分拮抗了通心絡(luò)對巨噬細胞浸潤和TNF-α表達的抑制作用
  免疫組化結(jié)果顯示,頸動脈結(jié)扎21天后,WT小鼠的結(jié)扎血管的新生內(nèi)膜中有大量巨噬細胞浸潤,而miR-155-/-小鼠的結(jié)扎血管中巨噬細胞顯著減少。給予通心絡(luò)中劑量灌胃的miR-155-/-小鼠的結(jié)扎血管中幾乎觀察不到浸潤的巨噬細胞。同時,在通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠中,與尾靜脈注射Ad-null組相比,尾靜脈注射Ad-miR-155組的結(jié)扎血管中浸潤的巨

16、噬細胞明顯增多。
  qRT-PCR結(jié)果顯示,在頸動脈結(jié)扎后21天,miR-155-/-小鼠結(jié)扎血管中TNF-α的mRNA水平減少到WT小鼠的11%。給予通心絡(luò)中劑量灌胃的miR-155-/-小鼠的結(jié)扎血管中TNF-α的mRNA水平減少到給予通心絡(luò)灌胃的WT小鼠的20%。此外,在通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠中,與Ad-null注射組相比,Ad-miR-155注射組的結(jié)扎血管中TNF-α的mRNA水平升高了2.2倍。以上結(jié)果說明,mi

17、R-155介導(dǎo)了結(jié)扎血管中TNF-α的表達,而miR-155過表達拮抗了通心絡(luò)對TNF-α表達的抑制作用。免疫組化顯示,各組的TNF-α的表達水平與qRT-PCR結(jié)果一致。另外,與WT小鼠相比,miR-155-/-小鼠結(jié)扎血管中的IL-1β mRNA水平下降了50%,但給予通心絡(luò)中劑量灌胃的miR-155-/-小鼠與給予通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠組比較,IL-1β mRNA水平無明顯變化,同時,在通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠中,Ad-mi

18、R-155注射使miR-155過表達后并沒影響結(jié)扎血管中IL-1β的mRNA水平。這些結(jié)果說明,通心絡(luò)對IL-1β表達的抑制作用并不是通過調(diào)節(jié)miR-155的表達實現(xiàn)的。
  4、在頸動脈結(jié)扎后期過表達miR-155仍可部分拮抗通心絡(luò)對內(nèi)膜增生的抑制作用
  在通心絡(luò)中劑量灌胃的WT小鼠中,于頸動脈結(jié)扎術(shù)后第14天注射Ad-miR-155,與Ad-null注射組相比,Ad-miR-155注射組結(jié)扎血管的內(nèi)膜增生加重,說明在血

19、管重塑后期過表達miR-155仍可減弱通心絡(luò)對內(nèi)膜增生的抑制作用。
  小結(jié):
  miR-155參與頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的新生內(nèi)膜的形成過程;通心絡(luò)對頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生和血管炎癥應(yīng)答的抑制作用在一定程度上是通過抑制miR-155的表達實現(xiàn)的。
  第三部分通心絡(luò)通過阻斷miR-155與TNF-α之間的反饋環(huán)路抑制巨噬細胞炎癥應(yīng)答
  目的:揭示通心絡(luò)調(diào)節(jié)miR-155表達以及抑制巨噬細胞炎癥應(yīng)答的分子機制。

20、r>  方法:1用不同因素處理原代培養(yǎng)的小鼠骨髓來源巨噬細胞(BMMs)。2腺病毒感染實驗用于在BMMs中過表達miR-155。3 Westernblot檢測p-Akt和Akt1的表達。4 siRNA轉(zhuǎn)染實驗用于在BMMs中敲低Akt1。5 qRT-PCR檢測miR-155、TNF-α和IL-1β的表達水平。6 ELISA檢測BMMs培養(yǎng)基中TNF-α和IL-1β的含量。7傷口愈合實驗。8細胞粘附實驗。
  結(jié)果:
  1、

21、通心絡(luò)通過阻斷TNF-α和miR-155之間形成的正反饋環(huán)路而抑制巨噬細胞炎癥應(yīng)答
  qRT-PCR結(jié)果顯示,與對照組相比,TNF-α刺激使miR-155的表達水平上升2.5倍,通心絡(luò)預(yù)孵育以劑量依賴性的方式抑制TNF-α誘導(dǎo)的miR-155表達上調(diào)。另一方面,在對照組、IL-1β刺激組和通心絡(luò)預(yù)孵育+IL-1β刺激組之間miR-155的表達水平無明顯差異。這些結(jié)果說明,TNF-α可以促進BMMs中miR-155的表達,但IL-

22、1β對miR-155的表達無影響。與Ad-null感染組相比,Ad-miR-155感染的BMMs中TNF-α的mRNA水平升高6倍。來源于miR-155-/-小鼠的BMMs中TNF-α的mRNA水平比WT組顯著降低。與qRT-PCR結(jié)果相一致,ELISA檢測結(jié)果顯示,BMMs中過表達miR-155顯著增加培養(yǎng)基中TNF-α的含量,而miR-155-/-小鼠的BMMs培養(yǎng)基中TNF-α含量比WT組明顯下降。另一方面,miR-155過表達或

23、敲除均未影響B(tài)MMs及其培養(yǎng)基中IL-1β的表達水平。以上結(jié)果顯示,TNF-α和miR-155之間形成正反饋環(huán)路促進巨噬細胞的炎癥應(yīng)答。
  qRT-PCR和ELISA結(jié)果顯示,與單純過表達miR-155組比較,通心絡(luò)預(yù)孵育減少了過表達miR-155誘導(dǎo)的TNF-α的表達上調(diào),TNF-α的mRNA水平和培養(yǎng)基中的蛋白水平分別減少到過表達miR-155組的31%和78%。同時,miR-155-/-BMMs無論給予或不給予通心絡(luò)預(yù)孵育

24、,其TNF-α的表達均處于較低水平。這些結(jié)果表明,通心絡(luò)可以阻斷TNF-α和miR-155之間形成的正反饋環(huán)路,這可能是其抑制炎癥應(yīng)答發(fā)揮抗炎作用的機制之一。
  2、通心絡(luò)通過上調(diào)Akt1抑制巨噬細胞中miR-155的表達
  Western blot結(jié)果顯示,BMMs被TNF-α刺激10、20和40分鐘后p-Akt均輕微下調(diào),通心絡(luò)預(yù)孵育(2 h)+TNF-α刺激組的p-Akt在三個時間點(10、20和40分鐘)均顯著上

25、調(diào)。但是,通心絡(luò)預(yù)孵育(2 h)+TNF-α刺激組的總Akt1的蛋白水平在這三個時間點也顯著上調(diào)。這些結(jié)果說明,通心絡(luò)預(yù)孵育后p-Akt水平上升是由于上調(diào)了總的Akt1蛋白表達引起的。
  qRT-PCR結(jié)果顯示,在BMMs中敲低Akt1后,通心絡(luò)對TNF-α誘導(dǎo)的miR-155表達上調(diào)的抑制被消除,說明通心絡(luò)抑制BMMs中miR-155的表達是通過上調(diào)Akt1實現(xiàn)的。
  3、miR-155缺失抑制巨噬細胞的遷移,但不影響

26、巨噬細胞的粘附
  傷口愈合實驗結(jié)果顯示,來源于miR-155-/-小鼠的BMMs在劃痕后遷移的距離比WT小鼠的BMMs有所下降,說明miR-155缺失在一定程度上抑制了巨噬細胞的遷移。
  細胞粘附實驗顯示,與WT組相比,miR-155-/-BMMs與內(nèi)皮細胞的粘附數(shù)量沒有明顯變化,說明miR-155缺失不影響巨噬細胞的粘附。
  小結(jié):
  通心絡(luò)通過阻斷TNF-α和miR-155之間形成的正反饋環(huán)路而抑制巨

27、噬細胞炎癥應(yīng)答;Akt1介導(dǎo)通心絡(luò)對巨噬細胞中miR-155表達的抑制作用;miR-155缺失抑制巨噬細胞的遷移,但不影響巨噬細胞的粘附。
  結(jié)論:
  1、通心絡(luò)抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生。
  2、通心絡(luò)通過抑制炎性因子的表達和巨噬細胞的浸潤而減輕血管炎癥反應(yīng)。
  3、 miR-155缺失抑制頸動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的內(nèi)膜增生;通心絡(luò)對內(nèi)膜增生的抑制作用是通過抑制miR-155的表達實現(xiàn)的。
  4、 TN

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