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编号:10211241
氧化高密度脂蛋白对人脐静脉内皮细胞一氧化氮合酶活性的影响及药物干预
http://www.100md.com 《重庆医学》 2000年第5期
     作者:胡厚源 陈运贞

    单位:胡厚源(第三军医大学西南医院心内科,重庆 400038);陈运贞(重庆医科大学附属第一医院心内科 400016)

    关键词:氧化高密度脂蛋白;内皮细胞;一氧化氮合酶;血管紧张素转化酶;丙丁酚

    重庆医学000501 摘 要 目的 研究氧化高密度脂蛋白(oxHDL)对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)一氧化氮合酶(NOS)和血管紧张素转化酶(ACE)活性的影响及丙丁酚、17-β-雌二醇(E2)和尼膜地平的干预作用。方法 用试剂盒检测HUVEC培养上清中NOS和ACE活性。结果 oxHDL对HUVEC中NOS的生成有明显抑制作用,并具有浓度和时间依赖效应。丙丁酚、E2和尼膜地平可减轻oxHDL的抑制作用,与oxHDL组相比,NOS活性分别增加25%、19%和14%。氧化脂蛋白对ACE活性无明显影响。结论 oxHDL可明显抑制HUVEC NOS合成,对ACE的合成无明显影响,从而损害内皮细胞的正常功能,丙丁酚、E2和尼膜地平有明显的保护作用。
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    Effect of Oxidized HDL on NOS Activity in Cultured Human Umbilical Venous Endothelial Cells and the Drug Interention

    Hu Houyuan,Chen Yunzhen.

    (Department of Cardiology,The First Affiliated Hospital,Chongqing Medical University,Chongqing 400016.)

    Abstract Objective:To study the effects of oxidized HDL (ox HDL) on nitric oxide synthase(NOS)and angiotensin converting enzyme(ACE)in cultured human umbilical venous endothelial cells(HUVEC)and the protective roles of probucol,17-β-estradiol and nimodipine.Methods:The actlvities of NOS and ACE in the supernate of cultured HUVEC were measured by NOS kits and ACE kits. respectively.Results:oxHDL could reduce the NOS synthesis in HUVEC,but did not affect ACE activity;probucol,17-β-estradiol and nimodipine could increase NOS activity by 25%,19%and 14% respectively compared with oxHDL group.Conclusinos:oxHDL can impare the normal function of endothelial cells by reducing the NOS synthesis;probucol,17-β-estradiol and nimodipine can protect the endothelial cells from injury.
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    Key words:Oxidized high-density lipoproteins Endothelial cells Nitric oxide synthase Angiotensin-converting enzyme Probucol

    近年研究表明,高密度脂蛋白(HDL)也易被氧化修饰而形成氧化高密度脂蛋白(oxHDL),oxHDL转运胆固醇的能力下降,并可刺激内皮细胞释放内皮素-1,而且具有细胞毒性作用,还可被清道夫受体识别和摄取,从而有可能促进动脉粥样硬化的发生[1、2]。本文研究了oxHDL对培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)一氧化氮合酶(NOS)和血管紧张素转化酶(ACE)活性的影响及丙丁酚、17-β-雌二醇(E2)和尼膜地平的干预作用。

    1 材料与方法

    1.1 HDL的分离和氧化修饰 按张林华的一次性密度梯度超速离心法分离人血浆HDL(包括HDL2和HDL3)和LDL[3],氧化修饰采用Cu2+介导法[1],CuSO4浓度为10μM/0.5mg pro.ml-1,37℃作用24小时,然后以20倍体积的10mmol/L PBS(pH7.4)透析24小时以上,每8小时换液一次,以去除Cu2+和可溶性的过氧化产物。硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)法检测HDL氧化前后丙二醛(MDA)的含量分别为0.18和8.14nmol/mg protein。
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    1.2 内皮细胞培养 人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的分离按鄂征介绍的方法进行[4],培养采用含10%胎牛血清的DMEM/F12(1:1)完全培养基(含青霉素100u/ml、链霉素100u/ml),SP法检测Ⅷ因子相关抗原为阳性。原代HUVEC融合达80%左右时用0.25%胰蛋白酶消化,调细胞密度为105/ml,接种于96孔板(104/孔),待细胞长满单层,换液后即可用于实验。

    1.3 实验分组 (1)对照组(加等体积PBS);(2)nHDL组;(3)oxHDL组;(4)oxHDL+丙丁酚(oxH+P)组:于oxHDL前24小时加丙丁酚50μmol/L;(5)oxHDL+雌二醇(oxH+E2)组:于oxHDL前24小时加E2 10-7nmol/L;(6)oxHDL+尼膜地平(oxH+N)组:于oxHDL前2小时加尼膜地平1μmol/L。
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    1.4 指标检测

    1.4.1 培养上清NOS活性检测 NOS催化L-精氨酸(L-Arg)和分子氧反应生成NO,NO与亲核性物质生成有色化合物,在530nm测定吸光度值,计算NOS活性。测定按试剂盒(南京建成生物工程研究所产品)说明书进行。

    1.4.2 培养上清ACE活性测定 马尿酰甘氨酰甘氨酸在ACE的作用下水解成马尿酸及甘氨酰甘氨酸。加入2,4,6-三硝基苯磺酸钠(TNBS)液,使甘氨酰甘氨酸显色,420nm比色读取结果。测定按试剂盒(海军总医院产品)说明书进行。

    1.4.3 培养上清LDH活性测定 采用乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒(宝灵曼公司产品)测定。

    1.4.4 MTT试验 细胞均用于MTT试验,按司徒镇强介绍的方法[5]
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    1.5 统计学处理 结果以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用t检验。

    2 结 果

    2.1 oxHDL对HUVEC NOS活性的影响及药物干预 正常HDL(nHDL)可刺激HUVEC产生NOS,而oxHDL则明显抑制NOS的生成,且oxHDL的这种抑制作用呈现一定的剂量和时间依赖性。丙丁酚、17-β-雌二醇和尼膜地平均可减轻oxHDL的抑制作用,与oxHDL组相比,NOS活性分别增加25%、19%和14%。

    2.1.1 不同浓度的oxHDL对HUVEC NOS活性的影响(表1)。

    表1 不同浓度oxHDL对人脐静脉内皮细胞培养上清中NOS活性的影响u/ml,n=9)

    对照组

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    oxHDL(μg pro/ml)组

    10

    50

    100

    200

    NOS

    42.6±9.1

    77.2±18.5**

    40.2±6.7

    37.7±8.9*

    32.5±6.3**
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    28.1±6.2**

    注HDL作用于内皮细胞的时间为24小时。nHDL浓度为100μg pro/ml,与对照组相比:*P<0.05,**P<0.01。2.1.2 oxHDL作用不同时间对HUVEC NOS活性的影响(表2)。

    表2 oxHDL作用不同时间对人脐静脉内皮细胞培养上清中NOS活性的影响(u/ml,n=9)

    0小时

    6小时

    12小时

    24小时

    48小时

    NOS
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    43.5±9.6

    41.2±5.6

    37.5±7.7*

    32.5±6.3*

    30.7±4.2**

    注:oxHDL浓度为100μg pro/ml,与对照组(0小时)相比:*P<0.05,**P<0.01。2.1.3 丙丁酚、17-β-雌二醇和尼膜地平的干预作用(表3)。

    表3 丙丁酚、17-β-雌二醇和尼膜地平的干预作用(u/ml,n=9)

    oxHDL组
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    oxH+P组

    oxH+E2

    oxH+N组

    NOS

    32.5±6.3

    40.3±7.1**

    38.7±4.3**

    37.2±8.4*

    注:与oxHDL组相比:*P<0.05,**P<0.012.2 oxHDL和oxLDL对HUVEC ACE活性的影响(表4)。
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    无论HDL、LDL或oxHDL、oxLDL对HUVEC ACE的活性均无明显影响。

    表4 oxHDL和oxLDL对人脐静脉内皮细胞培养上清中ACE活性的影响(u/ml,n=9)

    对照组

    nHDL组

    oxHDL组

    nLDL组

    oxLDL组

    ACE

    45.0±15.0

    41.5±9.0

    46.7±12.1
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    45.4±16.7

    47.7±10.2

    注:脂蛋白浓度均为100μg pro/ml,与对照组相比P值均大于0.05。3 讨 论

    血管内皮细胞在维持血管的正常张力状态方面发挥着重要作用,它既可产生NOS和前列环素(PGI2)等而参与舒血管调节,又可产生ACE和内皮素-1(ET-1)等而参与缩血管调节。

    本研究显示,nHDL对培养的HUVEC NOS的生成有促进作用,而oxHDL则抑制NOS的产生,这种抑制作用随oxHDL浓度的增加和作用时间的延长而增强,以100μg pro/ml的oxHDL作用48小时后,NOS较对照组低30%;丙丁酚、雌二醇和尼莫地平可有效地减轻oxHDL对内皮细胞NOS的抑制作用。

    已有的研究表明,nHDL可促进血小板产生NOS,并可诱导内皮细胞产生PGI2,而oxHDL和oxLDL对鼠内皮瘤细胞株(bEnd.4)一氧化氮(NO)的合成有明显的抑制作用,并呈时间和剂量依赖性,提取的脂质部分的作用与完整脂蛋白的作用类似,说明NO合成减少是由氧化的脂质所引起,这可能是由于氧化脂蛋白通过直接与NO反应和刺激NO清除剂的释放导致NO失活所致[6、7]
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    从本研究的结果结合文献可以看出,氧化修饰的脂蛋白(包括oxHDL)可抑制血管内皮细胞或其它细胞NOS的表达,从而减少NO的产生;另外,它还可以促进NO失活。因此,它可从减少生成和促进灭活两方面导致NO的下降。NO除具有强的舒血管作用外,还可抑制血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和脂蛋白氧化,从而具有抗动脉粥样硬化特性[8]。这样,氧化脂蛋白使NO减少,而NO减少又使脂蛋白易于发生氧化,即形成一个促进动脉粥样硬化的恶性循环。

    每次实验,我们均做了LDH测定和MTT试验,各组间无显著差异,说明oxHDL在小于100μg pro/ml时无明显的细胞毒性作用,因此NOS的减少不是由于细胞损伤或坏死所致。关于oxHDL抑制NOS表达的机理可能与oxLDL相似:通过抑制转录和降低转录后mRNA的稳定性,减少内皮细胞中诱导型NOS(iNOS)的表达,而结构型NOS(cNOS)的表达不受影响,甚或升高[9、10]

    另外,本研究还发现,无论HDL、LDL或oxHDL、oxLDL对HUVEC ACE的活性均无明显影响。说明oxHDL可通过减少内皮细胞NOS和NO的产生,增加ET-1的释放而使血管收缩性增强,导致内皮层的通透性增加,更有利于动脉粥样硬化的发生。
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    丙丁酚是一种降脂药物,也是一种强的抗氧化剂,我们在另外的实验中已证实,丙丁 酚可抑制HDL的体外氧化,本研究又显示它可显著减轻oxHDL对内皮细胞NOS合成的抑制作用;雌激素可抑制动脉粥样硬化的发生,这在绝经期妇女的激素替代治疗(HRT)和动物实验中均已得到证实。本研究显示它亦可减轻oxHDL对内皮细胞NOS合成的抑制作用,这可能与其促进HUVEC NO释放的作用有关[11]。尼膜地平则可能是通过抑制细胞外钙内流而发挥作用。

    本研究表明oxHDL也可通过对内皮细胞功能的影响而发挥致动脉粥样硬化作用,并在很大程度上与文献报道的oxLDL的作用相似,这可能与它们都含有氧化脂质有关。从而进一步提示,通过防止各种因素对脂蛋白的氧化、抑制氧化脂蛋白的作用将会在一定程度上预防动脉粥样硬化的发生。关于oxHDL在体内的存在形式以及是否具有更广泛的致动脉粥样硬化作用尚有待进一步研究。

    参考文献
, 百拇医药
    1,Rifici V,Khachadurian AK.Oxidation of high density lipoproteins:characterization and effects on cholesterol efflux from J774 macrophages.Biochim Biophys Acta,1996,1299:87

    2,Martin-Nizard F,Sqalli-Houssaini H,Walters-Laporte E,et al.Oxidized high-density lipoproteins modulate endothelin secretion by adult bovine aortic endothelial cells.J Cardiovasc Risk,1995,2(3):263

    3,张林华,刘秉文.一次性密度梯度超速离心分离人血清脂蛋白.生物化学与生物物理学报,1989,21:257
, http://www.100md.com
    4,鄂征.组织培养和分子细胞学技术.第二版,北京:北京出版社,1997:125

    5,司徒镇强,吴军正.细胞培养.第一版,西安:世界图书出版公司,1996:186

    6,Fogliatto G,Musanti R,Pirillo A,et al.Oxidized lipoproteins induce long-lasting inhibition of nitric oxide synthase from a murine endothelioma cell line(bEnd.4).J Cardiovasc Risk,1995,2(2):123

    7,Jessup W.Oxidized lipoproteins and nitric oxide.Curr Opin Lipidol,1996,7(5):274

    8,Lloyd-Jones DM, Bloch KD. The vascular biology of nitric oxide and its role in atherosclerosis. Annu Rev Med, 1996,47:365
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    9,Liao JK, Shin WS,Lee WY, et al. Oxidized low-density lipoprotein decreases the expression of endothelial nitric oxide synthase. J Biol Chem, 1995,270(1):319

    10,Hirata K, Miki N, Kuroda Y, et al. Low concentration of oxidized low-density lipoprotein and lysophosphatidylcholine upregulate constitutive nitric oxide synthase mRNA expression in bovine aortic endothelial cells. Circ-Res,1995,76(6):958

    11,李帮清,徐成斌,林仲翔,等.17-β-雌二醇对原代人脐静脉内皮细胞一氧化氮生成的影响.中华心血管病杂志,1998,26(5):386, http://www.100md.com