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编号:10238429
17β-雌二醇对脂蛋白诱导内皮细胞产生炎性细胞因子的影响
http://www.100md.com 《第二军医大学学报》 1999年第12期
     作者:马丽萍 张国元 秦永文 吴宗贵 侯 健 丁思奇

    单位:第二军医大学长海医院心血管内科,上海,200433;张国元 吴宗贵 第二军医大学征医院心血管内科;侯健 丁思奇 第二军医大学长征医院血液科

    关键词:内皮;血管;雌二醇;脂蛋白类;LDL;细胞因子

    第二军医大学学报991204 摘要 目的:研究低密度脂蛋白(LDL)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)对内皮细胞产生炎性细胞因子白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF)的影响及17β-雌二醇对此的作用。方法:以体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)为模型。将LDL、oxLDL与HUVEC孵育,及HUVEC经他莫昔芬(tamoxifen)和(或)17β-雌二醇预处理后,再与LDL、oxLDL孵育,检测培养液中IL-6和TNF活性。结果:LDL和oxLDL可明显促进内皮细胞产生IL-6和TNF。LDL 100 μg/ml时,TNF为(0.74±0.09) ng/ml,IL-6为(91.64±7.39) U/ml,P<0.01;oxLDL 20 μg/ml时,TNF为(0.72±0.08) ng/ml,IL-6为(92.28±6.29) U/ml,P<0.01。经17β-雌二醇预处理后,细胞在LDL或oxLDL作用下,IL-6和TNF活性与对照组相比无显著性差异(P>0.05);他莫昔芬和17β-雌二醇同时处理后,再加LDL或oxLDL,IL-6和TNF活性增高,与对照组相比有显著性差异(P<0.05, P<0.01)。结论:LDL和oxLDL可促进血管内皮细胞产生炎性细胞因子IL-6和TNF,而雌激素对此有明显抑制作用;该抑制作用可能部分通过血管内皮细胞上的雌激素受体而实现。
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    中图分类号 R 541.4 文章编号:0258-879X(1999)12-0947-03 文献标识码:A

    Effects of 17β-estradiol on the production of interleukin-6 and tumor necrosis factor in cultured endothelial cells induced by lipoprotein

    Ma Liping, Zhang Guoyuan, Qin Yongwen, Wu Zonggui, Hou Jian, Ding Siqi

    (Department of Cadiovasology, Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai, 200433)
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    ABSTRACT Objective: To study the effects of 17β-estradiol on the production of interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor(TNF) by vascular endothelial cells(VECs) incubated with low-density lipoproteins(LDL) and oxidized low-density lipoproteins (oxLDL). Methods: Human umbilical vein endothelial cells(HUVEC) were obtained by in vivo culture. HUVEC was incubated with LDL and oxLDL before and after HUVEC treated with tamoxifen and(or ) 17β-estradiol,and the activity of IL-6 and TNF were measured in HUVEC. Results: LDL and oxLDL significantly increased the levels of IL-6 and TNF in cultured endothelial cells. In 100 μg/ml LDL,TNF activity was (0.74±0.09) ng/ml and IL-6 activity was (91.64±7.39) U/ml,P<0.01. In 20 μg/ml oxLDL,TNF activity was (0.72±0.08) ng/ml and IL-6 activity was (92.28±6.29) U/ml,P<0.01. 17β-estradiol could decrease the production of IL-6 and TNF in cultured endothelial cells incubated with LDL and oxLDL. However, when tamoxifen and 17β-estradiol were added, the levels of IL-6 and TNF significantly increased compared with that in the control group (P<0.05). Conclusion: LDL and oxLDL can obviously promote the production of IL-6 and TNF by vascular endothelial cells,which can significantly be inhibited by 17β-estradiol. And this inhibitory effect may partially be conducted through the estrogen recepter in vascular endothelial cells.
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    KEY WORDS endothelium, vascular; estradiol; lipoproteins, LDL; cytokine

    [Acad J Sec Mil Med Univ, 1999, 20(12): 947~949]

    女性在绝经前冠心病的发病率远低于同龄男性,绝经后冠心病发病率明显升高。对绝经妇女采用雌激素替代疗法,其冠心病发病率可减少约50%[1],表明女性在绝经前的这种优势主要与雌激素的保护作用有关。近年的研究表明,雌激素在体内可通过多种途径发挥对心血管系统的保护作用,使冠心病病死率降低[2]。但雌激素心血管保护作用的具体机制尚不明确。

    学术界近年来认为,动脉粥样硬化是由于动脉壁的内皮细胞和血管平滑肌细胞受多种危险因子的损伤而使机体产生的一种过度的炎症增生性反应过程。大量的生长因子、细胞因子和血管调节因子参与了此反应过程[3]。国外临床资料显示,绝经后妇女血清总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)水平升高,高密度脂蛋白(HDL)降低;雌激素替代疗法可减少LDL,增加HDL水平[4]。增高的LDL对与动脉粥样硬化发生发展关系较密切的白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF)的影响未见报道。为此我们观察了脂蛋白对血管内皮细胞产生炎性细胞因子的影响及雌激素对此的作用,以进一步明确雌激素的血管保护作用机制。
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    1 材料和方法

    1.1 材料 17β-雌二醇、胶原酶、LDL、他莫昔芬(tamoxifen)均为Sigma产品;B9细胞为长征医院血液科侯健教授惠赠;RPMI 1640、48孔培养板均为Gibco产品。氧化低密度脂蛋白(oxLDL)制备:LDL置于含Cu2+(10 μmol/L)的MEM液中,37℃温育20 h,氧化程度用硫巴比妥反应产物法测定[5]。17β-雌二醇和他莫昔芬溶于无水乙醇,过滤除菌,并使培养基中的乙醇控制在0.1%以下。

    1.2 方法

    1.2.1 人脐静脉内皮细胞培养[6] 取新生儿脐带,用胶原酶消化。以含20%小牛血清的RPMI 1640培养液培养。根据细胞呈单层铺路石状排列及Ⅷ因子阳性鉴定为内皮细胞。

    1.2.2 分组 实验采用生长呈融合状态的原代培养内皮细胞。(1)对照组:正常生长内皮细胞,以无血清RPMI 1640培养液培养;(2)LDL组:不同浓度LDL(50,100,200 μg/ml),以无血清RPMI 1640培养液补足,培养24 h;(3)oxLDL组:不同浓度oxLDL(5,10,20,40 μg/ml),以无血清RPMI 1640培养液补足,培养24 h;(4)雌激素组:经17β-雌二醇10-7 mol/L预处理24 h后,分别加LDL 100 μg/ml或oxLDL 20 μg/ml,以无血清RPMI 1640补足,培养24 h;(5)他莫昔芬组:经他莫昔芬10-4 mol/L和17β-雌二醇10-7 mol/L 处理24 h后,分别加LDL 100 μg/ml或oxLDL 20 μg/ml,无血清RPMI 1640补足,培养24 h。每孔均500 μl。标本于-20℃保存。
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    1.2.3 指标测定 用放射免疫测定盒(购自上海长征医学科学有限公司)测TNF;MTT比色法检测IL-6[7]

    1.3 统计学处理 各组实验数据以±s表示,资料采用方差分析,SNK法两两比较。

    2 结果

    2.1 LDL对血管内皮细胞产生IL-6和TNF的影响 当LDL终质量浓度为50~200 μg/ml时,经24 h刺激,血管内皮细胞合成、释放IL-6和TNF增加;在100 μg/ml时,此促进作用达高峰;当浓度为200 μg/ml时,则表现为轻度抑制(表1)。

    表1 LDL对血管内皮细胞产生IL-6和TNF的影响

    Tab 1 Effect of LDL on production of IL-6 and TNF
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    by endothelial cells

    (n=3,±s) Group

    TNF(ρB/ng.ml-1)

    IL-6(z/U.ml-1)

    Control

    0.15±0.02

    59.95±5.14

    LDL(ρB/μg.ml-1)
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    50

    0.21±0.04

    71.31±2.62*

    100

    0.74±0.09**

    91.64±7.39**

    200

    0.54±0.08**

    81.90±10.01*

    *P< 0.05, **P< 0.01 vs control group
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    2.2 oxLDL对血管内皮细胞产生IL-6和TNF的影响 oxLDL刺激24 h,随着浓度增加,血管内皮细胞产生IL-6和TNF明显升高;oxLDL 20 μg/ml时,血管内皮细胞产生IL-6和TNF达高峰;40 μg/ml时两者明显下降(表2)。

    表2 oxLDL对血管内皮细胞产生IL-6和TNF的影响

    Tab 2 Effect of oxLDL on production of IL-6

    and TNF by endothelial cells

    (n=3,±s) Group

    TNF(ρB/ng.ml-1)
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    IL-6(z/U.ml-1)

    Control

    0.15±0.04

    59.95±5.14

    oxLDL(ρB/μg.ml-1)

    5

    0.21±0.05

    68.19±7.06

    10

    0.65±0.11**
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    92.15±4.20**

    20

    0.72±0.08**

    92.28±6.29**

    40

    0.31±0.11

    62.65±7.28

    *P< 0.05, **P< 0.01 vs control group

    2.3 17β-雌二醇和他莫昔芬对LDL及oxLDL诱导血管内皮细胞产生IL-6和TNF的影响 经17β-雌二醇处理,血管内皮细胞在LDL或oxLDL作用后,其合成、释放IL-6和TNF明显减少,与对照组相似(P>0.05);而经他莫昔芬和17β-雌二醇共同处理后,血管内皮细胞产生IL-6和TNF增加,与对照组有显著性差异,但接近于单纯LDL及单纯oxLDL组(表3)。
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    表3 17-雌二醇、他莫昔芬对LDL、oxLDL诱导血

    管内皮细胞产生TNF、IL-6的影响

    Tab 3 Effect of 17β-estradiol and tamoxifen on

    production of TNF and IL-6 by endothelial

    cells inducded by lipoprotein

    (n=3,±s) Group

    TNF(ρB/ng.ml-1)
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    IL-6(z/U.ml-1)

    Control

    0.15±0.02

    59.95±5.14

    LDL

    0.74±0.09**

    91.64±7.39**

    E2+LDL

    0.20±0.03

    54.15±5.12
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    T+E2+LDL

    0.62±0.10**

    79.10±5.67*

    oxLDL

    0.72±0.08**

    92.28±6.29**

    E2+oxLDL

    0.21±0.11

    68.01±3.34

    T+E2+oxLDL
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    0.62±0.14**

    84.68±9.19*

    E2 :17β-estradiol;T: Tamoxifen; *P<0.05, **P<0.01 vs control group

    3 讨论

    IL-6和TNF是两种重要的炎性细胞因子。IL-6除诱导自身表达外,还可诱导血小板衍生性生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等生长因子和TNF、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)等细胞因子的表达,促进血管平滑肌细胞增殖。TNF的作用与IL-6相似,既可促进自身和其他因子,如IL-1、IL-6、PDGF、M-CSF等的表达,也可促进血管平滑肌细胞的增殖。体外实验表明,IL-6和TNF对血管内皮细胞有损伤作用,且具有剂量依赖性,并与作用时间呈正相关[8]
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    血管内皮细胞损伤和功能失调是动脉粥样硬化发生的始动因素[9]。血液中过量LDL是造成血管内皮细胞损伤的原因之一。oxLDL对内皮细胞的毒性作用更明显,在动脉粥样硬化形成中发挥重要作用。本实验结果显示,正常血管内皮细胞有少量IL-6和TNF分泌,但高浓度LDL和oxLDL可进一步诱导血管内皮细胞合成、释放IL-6和TNF。LDL 100 μg/ml时,内皮细胞培养液中TNF和IL-6浓度最高。oxLDL 20 μg/ml时,TNF和IL-6浓度达最高。进一步加大LDL和 oxLDL浓度(分别为100,20 μg/ml),培养液中TNF和IL-6浓度反而降低。这可能与高浓度LDL和oxLDL可直接引起血管内皮细胞破坏,造成内皮细胞自溶脱落,单位培养体积中细胞数量减少有关。至于LDL、oxLDL在多少浓度时培养液中TNF和IL-6开始减少,有待于在培养液中加做LDL 100~200 μg/ml和oxLDL 20~40 μg/ml间浓度梯度,以进一步观察。绝经妇女体内LDL增高不仅直接损伤血管内皮细胞,且进一步促进血管内皮细胞合成、释放炎性细胞因子。炎性细胞因子本身也可造成血管内皮细胞损伤,这些作用在绝经妇女冠心病发病中占有重要地位。17β-雌二醇可显著抑制LDL和oxLDL诱导的IL-6和TNF合成与释放,此作用可被他莫昔芬所阻断。雌激素抑制IL-6和TNF的合成、释放,对血管内皮细胞具有保护作用,可能是雌激素抗动脉粥样硬化效应的机制之一。
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    综上所述,LDL、oxLDL可引起血管内皮细胞损伤,而增高的LDL、oxLDL又可诱导血管内皮细胞进一步合成、释放IL-6和TNF。它们对血管内皮细胞的损伤作用相互促进、相互影响。雌激素保护血管内皮细胞的作用部分通过抑制高浓度LDL和oxLDL所诱导的血管内皮细胞合成、释放IL-6和TNF。此作用可被雌激素受体拮抗剂他莫昔芬所拮抗,提示其血管保护作用可能部分通过血管内皮细胞上雌激素受体而实现。

    进一步研究雌激素、脂蛋白与细胞因子的关系及其相互作用机制,对防治动脉粥样硬化具有重要的意义。

    作者简介:马丽萍,女,1963年10月生,主治医师

    参考文献

    1 Stampfer MJ, Colditz GA, Willett WC, et al. Postmenopausal estrogen therapy and cardiovascular disease. Ten-year follow-up from the nurses′ health study[J]. N Engl J Med, 1991,325(11):756
, http://www.100md.com
    2 Samaan SA, Crawford MH, Facc MD. Estrogen and cardiovascular function after menopause[J]. JACC, 1995,26(6):1403

    3 Basha BJ, Sowers JR. Atherosclerosis: an update[J]. Am Heart J, 1996,131(6):1192

    4 The Writing Group for the PEPI Trial. Effects of estrogen or estrogen/progestin regimens on heart disease risk factors in postmenopausal women. The Postmenopausal Estrogen/Progestin Interventions(PEPI) Trial[J]. JAMA, 1995,273(3):199
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    5 Lamb DJ, Leake DS. The effect of EDTA on the oxidation of low density lipoprotein[J]. Atherosclerosis, 1992,94(1):35

    6 安 静, 黎 鳌, 杨宗城. 胎儿脐静脉内皮细胞的培养[J]. 第三军医大学学报, 1990,12(3):222

    7 侯 健,孔宪涛. 四甲基偶氮唑蓝比色法检测人血清白细胞介素6[J]. 中华医学检验杂志, 1993,16(4):208

    8 马丽萍,张国元,侯 健,等. 白细胞介素6、肿瘤坏死因子对体外培养的血管内皮细胞的损伤作用[J]. 第二军医大学学报,1999,20(2):78

    9 Ross R. The pathogenesis of atherosclerosis: a perspective for the 1990s[J]. Nature, 1993, 362(6423):801

    (1999-05-11收稿,1999-10-22修回), http://www.100md.com