吳 樂 劉子建 黎紅華 武 強
(廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,武漢430070;1華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)系,武漢430030)
動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種嚴重危害人類健康的疾病之一,是導(dǎo)致缺血性心腦血管疾病的重要原因,但其確切病因和發(fā)病機制迄今尚未完全闡明。1999年Ross提出“動脈粥樣硬化是慢性炎癥”的學(xué)說[1],得到了大多數(shù)學(xué)者的認可。最新證據(jù)表明5-脂氧酶(5-lipoxygenase,5-LOX)在動脈粥樣硬化的形成和發(fā)展,以及動脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定性中起到了非常重要的作用[2]。普羅布考(probuco1)最初是作為一個降脂藥物而應(yīng)用于臨床,近年來的研究表明,普羅布考具有較強的抗氧化作用,這使其在抗AS病變中具有重要意義。本研究以高蛋氨酸飲食誘導(dǎo)兔高同型半胱氨酸(homocysterine,Hcy)血癥及AS模型,探討普羅布考對兔主動脈粥樣硬化及5-LOX表達的影響。
雄性純種新西蘭大白兔24只,體重2.0-2.5 kg,購自湖北省動物實驗中心。普羅布考粉劑購自山東齊魯制藥有限公司。
5-LOX引物由大連寶生物工程有限公司設(shè)計并合成。兔抗5-LOX購自美國BD公司,二抗(羊抗兔和羊抗鼠)購自武漢Boster公司。
動物隨機分為3組,每組8只:對照組,基礎(chǔ)飼料200g/d,共20w;模型組,喂高蛋氨酸飼料200 g/d(基礎(chǔ)飼料中加入1%蛋氨酸),共20w[3,4];治療組,喂高蛋氨酸飼料200g/d基礎(chǔ)上,從第12w開始給予普羅布考1g/d灌胃,共20w。
末次給藥后24h禁食,不禁水,用氣栓法處死動物,快速打開腹腔剝離腹主動脈,剪取約0.5cm腹主動脈,10%中性福爾馬林固定,梯度酒精脫水,石蠟包埋,4μm連續(xù)切片,蘇木精-伊紅染色后于光鏡下觀察。余腹主動脈-80℃凍存。
按照Trizol說明書方法提取組織總RNA,測定總RNA濃度及純度。RT-PCR反應(yīng) 在25μl逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系中,以4μg總RNA為模板,用Mix逆轉(zhuǎn)錄酶將mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。引物序列如下:5-LOX :5'-AAATCTGGGTGCGTTCAA-3'(上游,5'-GGGATGTCCTCGGTGTTGT-3'(下游),擴增片段為328bp;GAPDH:5'-TCCACTCACGGCAAATTCMC-3'(上 游),5'-ACTCCACGACATACTCAGCAC-3'(下游),擴增片段為14 2bp。反應(yīng)參數(shù)為:95℃預(yù)變性5min,94℃變性30s,57℃退火45s,72℃延伸30s×33個循環(huán),72℃終末延伸5min。擴增產(chǎn)物以1.6%瓊脂糖凝膠電泳,凝膠成像系統(tǒng)進行半定量分析。每個實驗組重復(fù)六次進行統(tǒng)計學(xué)分析。
提取各組腹主動脈蛋白,并用BCA蛋白定量法測定各組蛋白濃度,計算上樣量,保持各組上樣蛋白質(zhì)量的一致。進行10%SDS-PAGE凝膠電泳,100 V恒壓轉(zhuǎn)膜1.5h,轉(zhuǎn)膜后的NC膜用50g/l脫脂奶粉緩沖封閉液封閉1h,加一抗4℃孵育過夜,一抗為兔抗5-LOX(1∶1000),鼠抗β-Actin(1∶400)。之后洗膜15min×3,二抗37℃孵育1h,二抗為辣根過氧化酶標(biāo)記的羊抗兔,羊抗鼠(1∶10000)。然后洗膜15min×3,洗去未結(jié)合的二抗,用增強化學(xué)發(fā)光試劑(ECL)洗片,暗室曝光膠片。測定條帶反應(yīng)灰度值,以β-Actin為內(nèi)參計算相對值,每組實驗重復(fù)六次進行統(tǒng)計學(xué)分析。
我們采用了SPSS17.0軟件,所有的實驗數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗,正態(tài)分布的各個統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉx±s)表示。對于實驗組間的統(tǒng)計學(xué)差異,我們采用了單因素方差分析(ANOVA),組間的兩兩比較采用Student-Newman-Keuls檢驗。P值<0.05表明各個組間的差異是有統(tǒng)計學(xué)意義。
HE染色顯示對照組血管壁內(nèi)膜光滑完整,中膜平滑肌細胞排列規(guī)則(圖1A);模型組血管內(nèi)膜明顯增厚,中膜平滑肌細胞排列紊亂(圖1B);治療組血管內(nèi)膜增厚明顯減輕,中膜平滑肌細胞排列規(guī)則(圖1C)。
圖1 A:對照組腹主動脈組織形態(tài)學(xué)×200;B:模型組腹主動脈組織形態(tài)學(xué)×200;C:治療組腹主動脈組織形態(tài)學(xué)×200;標(biāo)尺=200μm。Fig.1A:The aortic tissue morphology in the control group.×200;B:The aortic tissue morphology in the model group.×200;C:The aortic tissue morphology in the treatment group.×200,Bar=200μm.
RT-PCR結(jié)果見圖2,根據(jù)電泳結(jié)果顯示,模型組腹主動脈5-LOX的mRNA表達水平較對照組明顯增高(*P<0.05)。治療組腹主動脈5-LOX的mRNA表達明顯降低,與模型組相比差異顯著(**P<0.05)。
圖2 各組腹主動脈5-LOX的mRNA表達。*P<0.05與對照組比較;**P<0.05與模型組比較。Fig.2 5-LOX mRNA expression in aorta.*P<0.05 compared with the control group;**P<0.05compared with the model group.
Western印跡分析結(jié)果見圖3,模型組5-LOX蛋白表達較對照組明顯增高,差異有顯著性(*P<0.05)。治療組5-LOX蛋白表達明顯降低,與模型組相比差異顯著(**P<0.05)。
圖3 各組腹主動脈5-LOX的蛋白表達。*P<0.05與對照組比較;**P<0.05與模型組比較。Fig.3 5-LOX protein expression in aorta.*P< 0.05 compared with the control group;**P<0.05compared with the model group.
臨床試驗及流行病學(xué)研究證實血漿Hcy水平升高是心血管疾病的一個獨立的危險因素,且血漿Hcy水平嚴重升高的患者通常伴有早發(fā)性的AS。高Hcy導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞合成NO減少,超氧陰離子、活性氧、羥自由基和脂質(zhì)過氧化物增多,導(dǎo)致內(nèi)皮細胞的氧化損害[5,6]。高Hcy促進低密度脂蛋白的氧化,生成氧化低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)[7],ox-LDL易被巨噬細胞吞噬,巨噬細胞隨后轉(zhuǎn)變成泡沫細胞,導(dǎo)致脂質(zhì)條紋病變的產(chǎn)生和纖維斑塊的形成。高Hcy能引起許多炎癥介質(zhì)釋放,引起單核細胞、中性粒細胞對內(nèi)皮細胞的黏附,白細胞在粥樣斑塊中的聚集,導(dǎo)致AS的形成[8]。
5-LOX是催化花生四烯酸為白三烯類炎癥因子生成的關(guān)鍵限速酶,主要存在于內(nèi)皮細胞、多形白細胞、巨噬細胞等,特別在AS早期泡沫細胞中大量表達。用RT-PCR和免疫組織化學(xué)方法研究AS患者,發(fā)現(xiàn)5-LOX存在于人AS血管壁如主動脈、冠狀動脈及頸動脈,特別分布于CD68+的巨噬細胞和泡沫細胞中[9]。在缺血綜合征患者的頸動脈斑塊區(qū)也發(fā)現(xiàn)了5-LOX的表達[10]。5-LOX在 AS發(fā)生發(fā)展的不同階段,包括內(nèi)皮損傷起始、斑塊形成及斑塊生長、損傷區(qū)細胞的增殖即斑塊不穩(wěn)定和斑塊破裂期,均發(fā)揮重要作用[11]。有癥狀A(yù)S斑塊不穩(wěn)定患者的斑塊巨噬細胞中5-LOX的存在與斑塊不穩(wěn)定性的病理形態(tài)學(xué)特征呈正相關(guān),因此,5-LOX是斑塊破裂導(dǎo)致急性缺血事件的敏感標(biāo)志物[12]。在AS模型小鼠上,5-LOX激活蛋白(FLAP)在主動脈中上調(diào)最顯著,以FLAP抑制劑MK-886治療4周后,明顯降低斑塊面積,因此,5-LOX為AS的重要作用靶點[13]。
NO是一個重要的內(nèi)源性炎癥調(diào)節(jié)因子,通過減少Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,而滅活各種脂氧酶[14]。高Hcy導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞合成NO減少,此作用可以解釋本研究中,高Hcy導(dǎo)致兔主動脈5-LOX的表達增強。
普羅布考,又名丙丁酚,最初以降脂藥應(yīng)用于臨床。近年的臨床研究發(fā)現(xiàn),普羅布考顯示出強大的抗動脈粥樣硬化的作用,普羅布考分子內(nèi)所含的酚羥基很容易被氧化而發(fā)生斷鏈,捕捉氧離子并與之結(jié)合形成穩(wěn)定的酚氧基,有效降低氧自由基濃度,從而預(yù)防或延遲動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展,普羅布考可以通過其較強的抗氧化作用抑制該炎癥的發(fā)展[15]。
Ca2+、FLAP及脂質(zhì)過氧化物能激活5-LOX。研究表明,在組織勻漿中,增加酶底物后,脂質(zhì)過氧化物可縮短5-LOX的間歇期,并且在白細胞中,能產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化作用的外界刺激能增強5-LOX活性[16]。脂質(zhì)過氧化物是不飽和脂肪酸鏈經(jīng)自由基或活性氧作用后形成帶有過氧基的脂質(zhì)。普羅布考能降低氧自由基濃度,減少脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生,因此,推測普羅布考可能通過減少脂質(zhì)過氧化物,從而抑制5-LOX。
研究觀察到給予高蛋氨酸飲食后兔主動脈5-LOX表達水平明顯升高,給予普羅布考治療后5-LOX表達水平明顯下降,同時主動脈組織形態(tài)明顯改善。綜上所述,普羅布考能減輕主動脈內(nèi)膜增生程度,具有抗AS的作用,該作用可能與其能抑制主動脈5-LOX表達有關(guān)。
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