劉鑫，馬維紅，鄧曉蘭，夏行

(1.桂林醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西 桂林 541004)

牛蒡根水提取物對高血壓患者血清致傷血管內(nèi)皮細(xì)胞TLR4、NF-κB表達(dá)的影響

劉鑫1，馬維紅2，鄧曉蘭1，夏行1

(1.桂林醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西 桂林 541004)

目的 探究牛蒡根水提取物對高血壓患者血清致傷血管內(nèi)皮細(xì)胞Toll樣受體-核轉(zhuǎn)錄因子(TLR-NF-κ B)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響。方法選取2014年12月至2016年1月于桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院診治的高血壓病患者40例納入高血壓組，選擇健康體檢者40例納入對照組。分別采用兩組研究對象的血清干預(yù)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC-C)24 h，應(yīng)用不同濃度的牛蒡根水提取物干預(yù)高血壓患者血清誘導(dǎo)的HUVEC-C TLR4表達(dá)(24 h)及核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)活化(2 h)。將細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)24 h后將細(xì)胞蛋白提取，并用免疫印跡(Western blot)技術(shù)檢測細(xì)胞內(nèi)TLR4蛋白及NF-κB抑制因子I-κBα蛋白的表達(dá)。結(jié)果①高血壓組細(xì)胞提取蛋白中的TLR-4水平為(0.670 1± 0.091 18)，明顯高于對照組(0.224±0.030 97)，I-κBα水平為(0.291 5±0.054 92)，明顯低于對照組的（0.543 7±0.089 97)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；②牛蒡根水提取物干預(yù)低劑量組、中劑量組及高劑量組細(xì)胞蛋白中的TLR-4表達(dá)水平分別為(0.270 9±0.061 39)、(0.455 1±0.035 12)、(0.428 7±0.045 89)，均低于高血壓組的(0.670 1±0.091 18)，同時高于對照組的(0.224±0.030 97)；I-κBα表達(dá)水平為(0.4795±0.057 43)、(0.360 85±0.060 85)、(0.310 00±0.049 10)，高于高血壓組的(0.291 5±0.054 92)，同時低于對照組的(0.543 7±0.089 97)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論經(jīng)TLR-NF-κB信號途徑介導(dǎo)的免疫紊亂和炎癥反應(yīng)可能是高血壓病血管內(nèi)皮損傷的機制之一,牛蒡根水提取物可通過抑制細(xì)胞TLR-4、NF-κB的表達(dá)，從而抑制炎癥因子的表達(dá)來達(dá)到保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用。

牛蒡；高血壓；血管內(nèi)皮細(xì)胞；Toll樣受體4；核轉(zhuǎn)錄因子

近年來，隨著人口的老齡化、社會生活節(jié)奏的改變以及飲食等不良習(xí)慣導(dǎo)致高血壓病罹患率激增。高血壓病屬慢性進(jìn)行性心血管綜合征，是導(dǎo)致腦卒中、冠心病、心力衰竭等心血管疾病的高危因素，致殘、致死率較高，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[1]。高血壓發(fā)病與多種因素有關(guān)，血管內(nèi)皮損傷是重要的始動因子，同時也是內(nèi)皮-高血壓-心血管事件鏈的載體，因此，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷可有效防治高血壓病的發(fā)生發(fā)展。牛蒡又稱東洋參，2年生菊科草本直根類植物。有研究報道，牛蒡根具有抗炎、抗氧化、抗過敏、降壓等功能[2-3]，但國內(nèi)外就牛蒡根水提取物對血管內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用的具體機制研究甚少。本研究旨在觀察牛蒡根水提取物對高血壓病患者血管內(nèi)皮細(xì)胞Toll樣受體-核轉(zhuǎn)錄因子(TLR-NF-κB)信號通路的影響，探討其對高血壓病血管內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用及其分子機制，為牛蒡根水提取物用于臨床高血壓病的防控和治療提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院于2014年12月至2016年1月期間收治的40例高血壓患者(2、3級)納入高血壓組，其中男性24例，女性16例，年齡55～75歲，平均(64.40±6.54)歲；平均收縮壓(166.80±10.68)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，平均舒張壓(107.40±6.19)mmHg，符合世界衛(wèi)生組織/國際高血壓學(xué)會診斷標(biāo)準(zhǔn)。入選患者均排除繼發(fā)性高血壓、惡性腫瘤、糖尿病、結(jié)締組織病、心功能不全、高脂血癥、冠心病以及合并高血壓腎病、高血壓心臟病等靶器官損傷者，并排除入組前1周服用影響血壓藥物的患者。選取同期未合并高血壓的健康體檢者40例納入對照組，其中男性28例，女性12例，年齡50～77歲，平均(62.43±7.59)歲，兩組受檢者的年齡、性別比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 血清的收集 所有受檢者均抽取空腹靜脈血并將其置于無菌帶帽不抗凝干燥試管中，自凝后4℃、2 000 r/min、離心15 min，然后取上清液置于恒溫水浴箱56℃滅活30 min，保存在-20℃條件下待測。

1.3 實驗材料及儀器 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞株(HUVEC-c)購自南華大學(xué)實驗中心；牛蒡根水提取物(西安昌岳生物科技有限公司，批號：20140106，規(guī)格10: 1)；DMEM培養(yǎng)基購自Gibco公司；細(xì)胞RIPA裂解液購自碧云天公司，蛋白彩虹Marker購自THERMO公司。TLR-4一抗購自Abcam公司。I-κBa一抗購自博士德公司。內(nèi)參β-actin購自中杉金橋公司。二抗購自中杉金橋公司。ECL發(fā)光液購自中杉金橋公司。PVDF膜購自索萊寶公司。SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液(4×)購自于碧云天公司，20×TBS購自索萊寶公司。Tween-20購自索萊寶公司。甘氨酸購自索萊寶公司。

MDF-U73V超低溫冰箱(日本松下公司)、Cmc8037 30 L液氮罐(美國Thermo公司)、ML4002精密天平(德國梅特勒-托利多公司)、Allegra 64R高速冷凍離心機、氣套式CO2培養(yǎng)箱311、W-CJ-2FD雙人單面超凈工作臺(蘇州凈化設(shè)備公司)、Allegra 64R高速冷凍離心機、美國貝克曼庫爾特公司生產(chǎn)的Allegra X-22R冷凍離心機、Bio-Rad公司生產(chǎn)的S垂直電泳槽及垂直蛋白轉(zhuǎn)印槽以及化學(xué)發(fā)光凝膠成像儀(Bio-Rad公司)。

1.4 實驗方法

1.4.1 細(xì)胞培養(yǎng)與實驗分組 將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞株(HUVEC-c)培養(yǎng)于環(huán)境為10%胎牛血清、1%雙抗的高糖DMEM培養(yǎng)液中，條件37℃、5%CO2。隔天換液，以0.25%胰酶消化傳代后，按條件培養(yǎng)基不同分別轉(zhuǎn)種于培養(yǎng)皿中，分組為健康對照組(對照組)、高血壓致病組(高血壓組)、低劑量藥物干預(yù)組(低劑量組)、中劑量藥物干預(yù)組(中劑量組)、高劑量藥物干預(yù)組(高劑量組)。

1.4.2 母液與條件培養(yǎng)基配制 牛蒡根水提取物的配制：將10:1牛蒡根水提取物粉劑500 mg溶于50 mL DMEM中，配制成濃度為10 mg/mL的母液，并于4℃避光保存。條件培養(yǎng)基配制按照實驗分組配制如下：①空白對照組：含20%健康人血清濃度的正常培養(yǎng)基；②高血壓致病組：含20%高血壓病患者血清濃度的正常培養(yǎng)基；③低劑量藥物干預(yù)組(50 μg/mL牛蒡根水提取物質(zhì)量濃度)：50 μL牛蒡根水提取物母液+ 200 μL高血壓患者血清+9 750 μL普通培養(yǎng)基；④中劑量藥物干預(yù)組(100 μg/mL牛蒡根水提取物質(zhì)量濃度)：100 μL牛蒡根水提取物母液+200 μL高血壓患者血清+9 700 μL普通培養(yǎng)基；⑤高劑量藥物干預(yù)組(200 μg/mL牛蒡根水提取物質(zhì)量濃度)：200 μL牛蒡根水提取物母液+200 μL高血壓患者血清+9 600 μL正常培養(yǎng)液。

1.4.3 TLR4以及I-κB蛋白表達(dá)強度檢測 采用Western blot方法檢測，方法：各組細(xì)胞采用不同條件的培養(yǎng)基，培養(yǎng)48 h(條件要求：37℃、5%CO2)，將上清遺棄后，其細(xì)胞采用磷酸鹽緩沖液(PBS)沖洗兩遍，總蛋白用細(xì)胞裂解液進(jìn)行提取。各組蛋白濃度采用BCA法進(jìn)行鑒定。取約總蛋白(50 μg)將其通過煮沸變性，SDS-PAGE電泳并利用電轉(zhuǎn)移至PVDF膜，然后采用膜雙蒸水漂洗，再將其放容器中(含有封閉液)置于室溫?fù)u床上3 h。加入用一抗稀釋液稀釋，4℃振蕩過夜。用TBS/T于室溫脫色搖床上洗膜3次。然后再講封閉液稀釋的二抗加入并進(jìn)行孵育，大約2 h，進(jìn)行3次TBS/T洗膜。先將膜與ECL進(jìn)行反應(yīng)，然后置于化學(xué)發(fā)光凝膠成像儀上予以顯影，后續(xù)圖像分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，兩樣本均數(shù)比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

高血壓組細(xì)胞提取蛋白中的TLR-4明顯高于對照組，I-κBα水平明顯低于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。藥物干預(yù)組各組均能有效抑制TLR4蛋白的表達(dá)，均低于高血壓致病組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；并且以低劑量組抑制效果最好，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；中、高劑量組表達(dá)水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。而藥物干預(yù)組各組I-κBα蛋白的表達(dá)，均高于高血壓致病組，低于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；并且低劑量組高于中、高劑量組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；中、高劑量組表達(dá)水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表1和圖1。

表1 各組細(xì)胞提取蛋白中的TLR-4及I-κBα水平比較(±s)

表1 各組細(xì)胞提取蛋白中的TLR-4及I-κBα水平比較(±s)

注：與對照組比較，aP＜0.05；與高血壓組相比較，bP＜0.05；與低劑量組比較，cP＜0.05。

組別 例數(shù)TLR-4I-κBa對照組高血壓組低劑量組中劑量組高劑量組40 40 40 40 40 0.224±0.030 97b0.670 1±0.091 18a0.270 9±0.061 39ab0.455 1±0.035 12abc0.428 7±0.045 89abc0.543 7±0.089 97b0.291 5±0.054 92a0.479 5±0.057 43ab0.360 85±0.060 85abc0.310 00±0.049 1abc

圖1 TLR4及I-κBα蛋白表達(dá)結(jié)果

3 討 論

近年調(diào)查結(jié)果顯示，我國高血壓患病率達(dá)29.6%，治療率為24.7%，但有效控制率僅占6.1%，并且難治性高血壓占高血壓患者總數(shù)的30%～40%，高血壓的預(yù)防、控制與治療是目前臨床上亟待解決的一大難題[4]。有研究表明，高血壓病與血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、免疫功能紊亂、炎癥因子的表達(dá)改變有關(guān)[5]，并且，使用抑制炎性細(xì)胞因子類藥物作用于高血壓患者，可有效抑制炎性信號通路達(dá)到降低血壓的效果，同時具有抗炎作用的降壓藥物還具有保護(hù)更多靶器官的優(yōu)勢。血管內(nèi)皮損傷是高血壓和其他心血管疾病及其相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)，因此，血管內(nèi)皮損傷可作為高血壓病治療的重要靶點。

高血壓病患者血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的重要分子生物學(xué)機制之一是通過TLR-NF-κB介導(dǎo)的免疫功能失衡和炎癥反應(yīng)加強。張競之等[6]通過對中藥提取物丹皮酚對高血壓病患者血管內(nèi)皮細(xì)胞TLR-NF-κB信號通路的影響研究中發(fā)現(xiàn)，該信號通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是高血壓病血瘀證形成的重要機制之一。Toll樣受體4(Toll like receptor 4，TLR4)作為一種跨膜受體，是Toll樣受體家族中的重要成員，與配體結(jié)合后通過一系列級聯(lián)反應(yīng)介導(dǎo)炎性反應(yīng)[7-8]。TLRs信號通路的下游受體JNK(c-Jun N-terminal kinase，c-Jun氨基末端激酶)是MAPK通路中一條重要的路徑，介導(dǎo)機體炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)。Bomfim等[9]研究發(fā)現(xiàn)，抑制TLR4的表達(dá)可達(dá)到降低血壓的目的。MyD88是TLR-NF-κB信號通路具有關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用的蛋白，TLR4激活后信號通路傳遞至下游的途徑主要有2條，即髓樣分化因子88(MyD88)依賴性和非依賴性轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[10]，NF-κB是非MyD88途徑的關(guān)鍵信號，依賴胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活NF-κB，而NF-κB則進(jìn)一步激活下游的單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、TNF-α等多種炎性因子基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，以致血管內(nèi)皮損傷而發(fā)生高血壓事件。NF-κB是一種由P65和P50組成的異源二聚體復(fù)合物，廣泛存在于哺乳動物組織細(xì)胞中的核轉(zhuǎn)錄因子，可與多種靶基因發(fā)生特異性結(jié)合后在免疫和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用。Youhua等[11]發(fā)現(xiàn)通過藥物逆轉(zhuǎn)AGES誘導(dǎo)的NF-κB的碟酸化修飾，可抑制氧化應(yīng)激并阻止HUVEC-c的調(diào)亡。正常情況下，NF-κB通常與其內(nèi)源性抑制劑I-κB結(jié)合，以無活性的形式存在于細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)細(xì)胞受到炎性剌激后，NF-κB可通過TLR4激發(fā)的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)，激活I(lǐng)-κB激酶，使得I-κB被降解(I-κB的降解來反映NF-κB的活化)，經(jīng)降解后的I-κB又作用于NF-κB，啟動相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄程序，使相關(guān)細(xì)胞因子釋放發(fā)揮炎性效應(yīng)[12-13]，釋放的細(xì)胞因子正反饋作用于NF-κB，進(jìn)一步放大炎癥反應(yīng)。

本實驗主要通過檢測血管內(nèi)皮細(xì)胞中TLR-NF-κB信號傳導(dǎo)通路上TLR4、NF-κB兩個關(guān)鍵因子的表達(dá)，以顯示血管內(nèi)皮細(xì)胞受損的情況。本研究通過健康對照組血清和高血壓病患者血清培養(yǎng)HUVEC-c，結(jié)果表明高血壓組TLR4表達(dá)較對照組升高明顯(P＜0.05)，I-κB表達(dá)明顯低于對照組(P＜0.05)，表明高血壓病患者存在嚴(yán)重的免疫紊功能亂和炎癥反應(yīng)。牛蒡根水提取物干預(yù)組各組均能有效抑制TLR4蛋白的表達(dá)，均低于高血壓組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；低劑量組與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，而中、高劑量組TLR4蛋白表達(dá)水平與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，可見，低劑量組抑制TLR4的表達(dá)效果最好。牛蒡根水提取物干預(yù)組各組I-κBα蛋白的表達(dá)均高于高血壓組，并且以低劑量組表達(dá)量最高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，而中、高劑量組表達(dá)水平升高不明顯；與對照組比較，低劑量組I-κB α蛋白的表達(dá)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而中、高劑量組表達(dá)水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，即低劑量組上調(diào)I-κBα蛋白的表達(dá)效果最好。牛蒡根水提取物可上調(diào)I-κBα并抑制TLR4的表達(dá)水平，降低細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路的活性，進(jìn)而抑制機體免疫功能的紊亂、減輕炎癥反應(yīng)的作用，起到抑制血管內(nèi)皮損傷的作用。因此，低劑量牛蒡根水提取物對血管內(nèi)皮細(xì)胞有較好的保護(hù)作用，其作用機制可能與細(xì)胞對血藥濃度的敏感性有關(guān)，尚需對具體作用機制進(jìn)行深入的研究探索。

綜上所述，高血壓是心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中最常見的危險因素。近年來，中藥以及中西藥聯(lián)合在治療心血管疾病中發(fā)揮重要作用，在基礎(chǔ)與臨床研究中都取得了很大的進(jìn)步，由于中藥配伍的靈活性，具有降壓作用的中藥對炎癥因子的作用存在多角度、多靶點、多兼顧的優(yōu)點。但仍存在一些不足，許多中藥的藥理作用仍未被清楚的認(rèn)識及恰當(dāng)?shù)睦茫⑶夷壳吧形粗朴喅鼋y(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。本文就牛蒡根水提取物對血管內(nèi)皮的保護(hù)作用及分子機制做了進(jìn)一步探索，為高血壓病的中醫(yī)藥防治提供了新的思路與方法。

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Effect of burdock root aqueous extract on TLR4,NF-κB expression in vascular endothelial cells in patients with hypertension.

LIU Xin1,MA Wei-hong2,DENG Xiao-lan1,XIA Xing1.1.Graduate School,Guilin Medical College, Guilin 541004,Guangxi,CHINA;2.The Affiliated Hospital of Guilin Medical College,Guilin 541004,Guangxi,CHINA

ObjectiveTo explore the effect of burdock root aqueous extract on toll-like receptor 4-nuclear factor κB(TLR-NF-κB)signal pathway in vascular endothelial cells in patients with hypertension.MethodsFrom December 2014 to January 2016,we enrolled 40 patients of essential hypertension in the Affiliated Hospital of Guilin Medical College(the hypertension group)and 40 cases healthy individuals(the control group).Human umbilical vein endothelial cells(HUVEC-C)were induced with serum collected from the two groups of subjects for 24 h.Different doses ofburdock root aqueous extract were used to intervene TLR4 expression(24 h)and activation(2 h)in HUVEC-C induced by serum from patients with hypertension.The cells were continuously cultured for 24 h,and then the protein was extracted. The expression of TLR4 protein and NF-κB inhibitor I-κBα was detected by Western blot.Results(1)The TLR-4 level in the hypertension group was significantly higher than that in the control group,(0.670 1±0.0911 8)vs(0.224±0.030 97), while I-κBα level in the hypertension group was significantly lower,(0.291 5±0.054 92)vs(0.543 7±0.089 97),with statistically significant differences(P＜0.05).(2)The TLR-4 levels in the intervention groups with low-dose,middle-dose, and high-dose burdock root aqueous extract were(0.270 9±0.061 3),(0.455 1±0.035 1),(0.428 7±0.045 89),which were significantly lower than(0.670 1±0.0911 8)in hypertension group and significantly higher than(0.224±0.030 97)in the control group.(3)The I-κBα levels in the intervention groups with low-dose,middle-dose,and high-dose burdock root aqueous extract were(0.479 5±0.057 43),(0.360 85±0.060 85),(0.310 00±0.049 10),respectively,which were significantly higher than(0.291 5±0.054 92)in the hypertension group and significantly lower than(0.543 7±0.089 97)in the control group.The above differences were all statistically significant(P＜0.05).ConclusionImmune disorders and inflammatory response mediated by TLR-NF-κB signal pathways may be one of the mechanisms of vascular endothelial injury in hypertensive disease.Burdock root aqueous extract can inhibit the expression of TLR-4,NF-κB,thereby inhibiting the expression of inflammatory cytokines to protect vascular endothelial cells.

Burdock;Hypertension;Vascular endothelial cells;Toll like receptor 4(TLR-4);Nuclear factor κB (NF-κB)

R544.1

A

1003—6350（2017）03—0352—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.03.003

2016-05-10)

廣西中醫(yī)藥民族醫(yī)藥傳承創(chuàng)新專項立項課題(編號：GZLC14-38)；2014年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(編號：G201410601005)；廣西壯族自治區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(編號：201410601019)

馬維紅。E-mail：gxgylqlq@126.com