鐘惠娟,陳璐,廖慧穎,張濤,王波,周潔
(1.廣州醫(yī)學(xué)院荔灣醫(yī)院 心內(nèi)科,廣東 廣州 510000;2.湖南省常德市第一人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科,湖南 常德 415003;3.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院,湖南 衡陽 421001;4.解放軍第一六九醫(yī)院(湖南師范大學(xué)附屬湘南醫(yī)院)普外科,湖南 衡陽 421001)
二氫楊梅素調(diào)控自噬抑制氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷的研究
鐘惠娟1,陳璐1,廖慧穎2,張濤3,王波3,周潔4
(1.廣州醫(yī)學(xué)院荔灣醫(yī)院 心內(nèi)科,廣東 廣州 510000;2.湖南省常德市第一人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科,湖南 常德 415003;3.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院,湖南 衡陽 421001;4.解放軍第一六九醫(yī)院(湖南師范大學(xué)附屬湘南醫(yī)院)普外科,湖南 衡陽 421001)
目的 觀察二氫楊梅素(DMY)對(duì)氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)損傷的影響,并探討自噬在其中的作用。方法 DMY(0.01、0.10、1.00和10.00 μmol/L)預(yù)處理HUVECs 2 h,用100.0 mg/L ox-LDL繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞24 h。以辛伐他汀作為陽性對(duì)照組。采用噻唑藍(lán)法檢測(cè)細(xì)胞活力,Hoechst 33258染色觀察細(xì)胞核形態(tài),透射電鏡觀察自噬體,Western blot檢測(cè)自噬相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)、Beclin-1和p62/SQSTM1的表達(dá),觀察自噬抑制劑對(duì)DMY作用的影響。結(jié)果 與對(duì)照組比較,ox-LDL組細(xì)胞的存活率降低(P<0.05),細(xì)胞核呈集中高強(qiáng)度藍(lán)色熒光,固縮致密濃染或碎塊狀致密濃染,顏色發(fā)白,細(xì)胞核較小,形態(tài)不規(guī)則,自噬體和自噬溶酶體數(shù)量增加;Beclin-1、LC3-Ⅱ的表達(dá)和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值上調(diào),而p62的表達(dá)下調(diào)(P<0.05)。與ox-LDL組比較,0.1、1.0和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)胞存活率均升高;細(xì)胞核熒光強(qiáng)度降低,核固縮致密濃染和碎塊狀致密濃染減少,形態(tài)較規(guī)則;1.0 μmol/LDMY預(yù)處理組的自噬體和自噬溶酶體數(shù)量增加;Beclin-1、LC3-Ⅱ的表達(dá)和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值上調(diào),而p62的表達(dá)下調(diào)(P<0.05)。自噬抑制劑3-MA部分抵消DMY抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs存活率降低(P<0.05)。結(jié)論 DMY能抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs損傷,其機(jī)制與誘導(dǎo)自噬有關(guān)。
二氫楊梅素;氧化低密度脂蛋白;內(nèi)皮細(xì)胞;自噬;自噬相關(guān)蛋白
Abstract:Objective To investigate the effect of Dihydromyricetin (DMY)on the damage induced by oxidized low-density lipoprotein(ox-LDL)in human umbilical vein endothelial cells(HUVECs)and to explore the role of autophagy in this effect.Methods After HUVECs were pretreated with DMY (0.01,0.1,1.0 and 10.0 μmol/L)for 2 h,the cells were incubated with ox-LDL(100.0 mg/L)for 24 h.Simvastatin was made as a positive control.MTT was used to detect cell viability.Nuclear morphology was observed by Hoechst 33258 staining.Cell ultrastructures and autophagosomes were observed by transmission electron microscope.Theexpressions of Beclin-1,light chain-3 of microtubule-associated protein (LC3)and the autophagy substrates p62/SQSTM1 in cells were determined by Western blot.Results Compared with the control group,the cell survival rate was singificantly decreased (P<0.05),the nuclei were smaller in the ox-LDL group.The concentrated high-intensity blue fluorescence in nuclei,nuclear condensation and dense dyeing,or nuclear chunky and dense dyeing were observed in the ox-LDL group.Compared with the control group,the number of autolysosomes was obviously increased,the expressions of Beclin-1 and LC3-Ⅱ and the ratio of LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰin the cells were singificantly increased and the expression of p62 in the cells was singificantly decreased in the ox-LDL groups (P<0.05).Compared with the ox-LDL group,the cell survival rate was singificantly increased (P<0.05),the fluorescence intensity of nuclei was obviously decreased,nuclear condensation and dense dyeing or nuclear chunky and dense dyeing were decreased,the nuclei were regular in the DMY(0.1,1.0 and 10.0 μmol/L)pretreatment groups.Compared with the ox-LDL group,the number of autolysosomes was obviously increased,the expressions of Beclin-1 and LC3-Ⅱ and the ratio of LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰin the cells were singificantly increased while the expression of p62 in the cells was singificantly decreased in the DMY(1.0 μmol/L)pretreatment group(P< 0.05).Autophagy inhibitor 3-MA partly abolished the effect of DMY on the cell survival rate(P<0.05).Conclusions DMY protects ox-LDL-induced damage in HUVECs,the mechanism is associated with induction of autophagy.
Keywords:Dihydromyricetin;oxidized low-density lipoprotein;endothelial cell;autophagy;autophagy related proteins
二氫楊梅素(Dihydromyricetin,DMY)是黃酮類化合物之一,我國(guó)民間古茶藤茶中大量存在。二氫楊梅素的藥理作用非常廣泛,具有鎮(zhèn)痛、止咳、抗菌、抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)血糖和血脂、調(diào)節(jié)免疫力及肝腎保護(hù)作用等[1]。最近研究表明,二氫楊梅素能降低動(dòng)脈粥樣硬化(Artherosclerosis,AS)大鼠血脂水平,改善其血流動(dòng)力學(xué),抑制大鼠主動(dòng)脈弓的炎癥因子的表達(dá),具有抗AS的作用[2],然而其詳細(xì)的機(jī)制還不清楚。氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)是 AS 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[3]。ox-LDL 導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷是AS發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。自噬是真核生物中一種進(jìn)化上高度保守,用于降解和回收利用細(xì)胞內(nèi)生物大分子和受損細(xì)胞器的過程[4]。研究發(fā)現(xiàn)自噬與AS關(guān)系密切,在AS中的發(fā)生、發(fā)展中具有雙重作用,適度的自噬對(duì)AS具有保護(hù)作用,過度的自噬卻會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡,降低斑塊的穩(wěn)定性,導(dǎo)致斑塊破裂,發(fā)生急性臨床事件[5]。研究發(fā)現(xiàn),ox-LDL能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的自噬并發(fā)生Ⅱ型程序性死亡[6]。DMY的抗AS作用是否與內(nèi)皮細(xì)胞的自噬有關(guān),目前還不清楚。因此,本研究旨在觀察DMY對(duì)ox-LDL誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)損傷的影響,并探討自噬在其中的作用,為AS的防治提供新的線索和策略。
HUVECs株由中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院細(xì)胞中心提供,二氫楊梅素為成都曼斯特生物科技公司產(chǎn)品,RPMI 1640培養(yǎng)基、小牛血清、胰酶、四乙酸乙二胺為美國(guó)Gibco公司產(chǎn)品,細(xì)胞凋亡-Hoechst33258染色試劑盒購(gòu)于杭州碧云天生物技術(shù)研究所,3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA)和噻唑藍(lán)[3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide,MTT]為美國(guó)Sigma公司產(chǎn)品,兔抗人Beclin1和微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(Microtubule-associatedproteinlightchain-3,LC3)、p62/SQSTM1、β- 肌 動(dòng) 蛋白一抗單克隆抗體及辣根過氧化物酶標(biāo)記羊抗兔二抗為美國(guó)Santa Cruz公司產(chǎn)品。
二氧化碳CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱、細(xì)胞工作超凈臺(tái)、多功能酶標(biāo)儀、低速離心機(jī)和倒置顯微鏡。全自動(dòng)生化分析儀(美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司),垂直電泳儀與轉(zhuǎn)膜系統(tǒng)(美國(guó)BioRad公司),凝膠成像分析系統(tǒng)(美國(guó)UVP公司),圖像分析系統(tǒng)(武漢華海公司)。
HUVECs用含10%小牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)液培養(yǎng),在37℃、5%CO2飽和濕度的細(xì)胞培養(yǎng)箱中。隔天傳代,處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為6組:①對(duì)照組;②ox-LDL組:用含100.0mg/L ox-LDL RPMI 1640培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞24 h;③DMY單獨(dú)處理組:用含1.0或100.0μmol/LDMY培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞26 h;④辛伐他汀預(yù)處理組:以辛伐他汀做為陽性對(duì)照組,用含1.8 mg/L辛伐他汀的培養(yǎng)液預(yù)處理2 h后,加入100.0 mg/L ox-LDL繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞24 h;⑤不同濃度DMY預(yù)處理組:用含0.01、0.10、1.00和10.00 μmol/LDMY的培養(yǎng)液預(yù)處理2 h后,加入100.0 mg/L ox-LDL繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞24 h;⑥自噬抑制劑3-MA干預(yù)組:用含5 mmol/L 3-MA培養(yǎng)液預(yù)處理30 min,用含1.0 μmol/LDMY培養(yǎng)液預(yù)處理2 h,加入100.0 mg/L ox-LDL繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞24 h。
用胰酶消化后將HUVECs細(xì)胞制成細(xì)胞懸液,計(jì)數(shù)細(xì)胞密度,以1×104個(gè)/孔接種到96孔培養(yǎng)板內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后每孔加入100μl MTT,使MTT的終濃度為0.5 mg/ml,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,吸去培養(yǎng)液。加入二甲基亞砜100μl/孔,振蕩10 min,待結(jié)晶完全溶解后,在酶標(biāo)儀上測(cè)定570 nm波長(zhǎng)的吸光度值(optical density,OD),每組設(shè)重復(fù)孔3個(gè)。計(jì)算各組細(xì)胞的存活率,以對(duì)照組為參照(細(xì)胞存活率為100%),計(jì)算其他各組細(xì)胞存活率=(處理組OD值/對(duì)照組OD值)×100%。
HUVECs細(xì)胞接種到24孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,相應(yīng)處理結(jié)束后,用磷酸鹽緩沖溶液將細(xì)胞清洗2遍。然后每孔加 10μg/ml Hoechst33258染色液 100 μl,在室溫下避光孵育15 min,將染色液吸去。在熒光顯微鏡下以346 nm的激發(fā)光激發(fā),在460 nm的發(fā)射光下觀察細(xì)胞核的形態(tài)[7]。實(shí)驗(yàn)操作按試劑盒說明書進(jìn)行。
提取各組HUVECs細(xì)胞的總蛋白,BAC法測(cè)定蛋白濃度。取100μl蛋白樣本加入到2×十二烷基磺酸鈉凝膠加樣緩沖液中,煮沸充分變性蛋白。進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳1 h分離蛋白,分離的蛋白轉(zhuǎn)膜至聚偏氟乙稀膜上。5%脫脂牛奶封閉2 h,加入兔抗人 Beclin-1(1∶200)、LC3(1∶200)、p62(1∶200)及β-肌動(dòng)蛋白(1∶400)一抗,4℃下過夜。加入鼠抗兔二抗,孵育6 h。洗膜,顯色,用凝膠圖像分析系統(tǒng)對(duì)膠片進(jìn)行掃描和半定量分析。
采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組間比較用單因素方差分析;組間兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
采用MTT法檢測(cè)HUVECs細(xì)胞活力,細(xì)胞的存活率組間比較,經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=3.872,P=0.016)。ox-LDL組細(xì)胞的存活率與對(duì)照組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.843,P=0.000),ox-LDL 組降低;DMY 單獨(dú)處理組與對(duì)照組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.382,P=0.657);辛伐他汀預(yù)處理組與ox-LDL組細(xì)胞存活率比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.157,P=0.001),辛伐他汀預(yù)處理組升高;0.1、1.0 和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)胞的存活率與ox-LDL組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.463、3.051 和 3.349,P=0.015、0.008 和 0.004),0.1、1.0 和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組均升高,其中最佳藥物濃度為1.0μmol/L。1.0和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)胞的存活率與辛伐他汀預(yù)處理組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.627和0.834,P=0.571和0.482)。見圖 1。
圖1 ox-LDL和DMY對(duì)HUVECs細(xì)胞存活率的影響
對(duì)照組細(xì)胞核呈彌散較均勻低強(qiáng)度藍(lán)色熒光,細(xì)胞核較大,形態(tài)規(guī)則,呈圓形或橢圓形。ox-LDL組細(xì)胞數(shù)量明顯減少,細(xì)胞核出現(xiàn)高強(qiáng)度藍(lán)色熒光,固縮致密濃染,部分呈碎塊狀致密濃染,細(xì)胞核較小,形態(tài)呈不規(guī)則型。DMY單獨(dú)處理組與對(duì)照組比較,細(xì)胞核的形態(tài)無差異。辛伐他汀預(yù)處理組與ox-LDL組比較,細(xì)胞數(shù)量明顯增加,細(xì)胞核熒光強(qiáng)度明顯降低,核固縮致密濃染和碎塊狀致密濃染減少。0.1、1.0和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組與ox-LDL組比較,細(xì)胞數(shù)量增加,細(xì)胞核熒光強(qiáng)度明顯降低,核固縮致密濃染和碎塊狀致密濃染減少,細(xì)胞形態(tài)較規(guī)則,1.0和10.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)與辛伐他汀預(yù)處理組比較,細(xì)胞核形態(tài)無差異。其中DMY最佳藥物濃度為1.0μmol/L,與細(xì)胞存活率結(jié)果一致,因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)中DMY的濃度為1.0μmol/L。見圖2。
目前檢測(cè)自噬的金標(biāo)準(zhǔn)是透射電鏡觀察自噬體。與對(duì)照組比較,ox-LDL組和DMY單獨(dú)處理組細(xì)胞自噬體和自噬溶酶體數(shù)量明顯增加;與ox-LDL組比較,1.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)胞自噬體和自噬溶酶體數(shù)量明顯增加。見圖3。
圖2 ox-LDL和二氫楊梅素對(duì)HUVECs細(xì)胞核形態(tài)學(xué)的影響 (×400)
圖3 HUVECs中自噬體 (透射電鏡)
Beclin-1和LC3是自噬體形成的標(biāo)志蛋白,而p62是自噬的底物,常用來反應(yīng)自噬流的水平。Beclin-1、LC3-Ⅱ的表達(dá)和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值及p62的表達(dá)組間比較,經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=5.641,P=0.024)。與對(duì)照組比較,ox-LDL組和DMY單獨(dú)處理組的Beclin-1(t=2.746和2.723,P=0.024和 0.027)、LC3-Ⅱ(t=2.542 和 2.521,P=0.036和0.039)的表達(dá)、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(t=2.806和 2.721,P=0.022 和 0.028)比較,經(jīng) LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,ox-LDL組和DMY單獨(dú)處理組均上調(diào);而p62表達(dá)比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.149和 3.068,P=0.012和0.015),ox-LDL組和DMY單獨(dú)處理組均下調(diào)。與ox-LDL組比較,1.0μmol/LDMY 預(yù)處理組的 Beclin-1(t=2.957,P=0.018)、LC3-Ⅱ(t=2.731,P=0.026)的表達(dá)、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(t=2.958,P=0.018)比較,經(jīng) LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,1.0μmol/LDMY預(yù)處理組上調(diào);而p62表達(dá)比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.809,P=0.021),1.0μmol/LDMY 預(yù)處理組下調(diào)。見圖4。
采用MTT法檢測(cè)HUVECs細(xì)胞活力,觀察自噬抑制劑3-MA對(duì)DMY抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs損傷的影響。細(xì)胞的存活率組間比較,經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=5.673,P=0.002)。ox-LDL組和3-MA組細(xì)胞存活率與對(duì)照組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.645和6.817,P=0.001和 0.000),ox-LDL組和 3-MA組均降低;1.0μmol/LDMY預(yù)處理組細(xì)胞存活率與ox-LDL組比較,經(jīng)LSD-t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.958,P=0.012),1.0μmol/LDMY預(yù)處理組升高;自噬抑制劑3-MA部分抵消DMY抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs存活率的降低(t=2.586,P=0.022)。DMY單獨(dú)處理不影響 HUVECs細(xì)胞的存活率(t=0.584,P=0.843)。見圖5。
圖4 ox-LDL和DMY對(duì)HUVECs細(xì)胞中Becl i n 1、LC 3及p62表達(dá)的影響
圖5 自噬抑制劑對(duì)二氫楊梅素作用的影響
血管內(nèi)皮細(xì)胞受損是AS發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié),ox-LDL是導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷的常見因素,也是導(dǎo)致AS發(fā)生、發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。ox-LDL可刺激內(nèi)皮細(xì)胞分泌多種炎癥因子、黏附分子及趨化因子,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞的黏附并向內(nèi)膜下移行,促進(jìn)AS的形成。另一方面,ox-LDL誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生大量的活性氧,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的脂膜、蛋白質(zhì)和DNA的損傷,損傷內(nèi)皮細(xì)胞,降低內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)血管的保護(hù)作用,加速AS的發(fā)生。因此保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞是防治AS的一個(gè)重要途徑。
二氫楊梅素為 3,5,7,3’,4’,5’-6 羥基 -2,3-雙氫黃酮醇,是一種常見的黃酮類化合物,在我國(guó)民間古茶藤茶中含量較高,在葡萄等水果和蔬菜中都大量自然存在。二氫楊梅素的藥理作用非常廣泛,具有鎮(zhèn)痛、止咳、抗菌、抗氧化、抗腫瘤、護(hù)肝、調(diào)節(jié)血糖和血脂,以及調(diào)節(jié)免疫力等作用。最近研究表明,二氫楊梅素具有抗AS的作用。梁柱第等[2]研究發(fā)現(xiàn),藤茶二氫楊梅素抑制高脂誘導(dǎo)Wistar大鼠AS的形成,降低AS大鼠血清C-反應(yīng)蛋白、血清腫瘤壞死因子及白細(xì)胞介素-1的水平,顯著降低AS大鼠主動(dòng)脈弓分泌型血小板型磷脂酶A2的表達(dá),提示藤茶雙氫楊梅素具有防治AS的作用。其作用機(jī)制是通過改善AS大鼠炎癥因子水平,抑制分泌型血小板型磷脂酶A2的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),藤茶總黃酮(主要成分為DMY)可顯著降低AS大鼠的血清低密度脂蛋白、三酰甘油及總膽固醇水平,升高高密度脂蛋白水平;顯著降低AS大鼠血漿黏度、全血黏度和紅細(xì)胞壓積,提示藤茶總黃酮可改善AS大鼠血脂水平和血流動(dòng)力學(xué),具有防治AS的作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷是AS發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié),DMY具有血管內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用。劉云霄等[8]研究發(fā)現(xiàn),DMY能抑制H2O2誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,其機(jī)制與清除細(xì)胞內(nèi)活性氧、抑制細(xì)胞內(nèi)鈣離子介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡相關(guān)。HOU等[9]研究表明,DMY能通過線粒體凋亡途徑抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷。本研究結(jié)果顯示,DMY預(yù)處理能抑制ox-LDL誘導(dǎo)的損傷,增加細(xì)胞的存活率,抑制細(xì)胞的凋亡,與以前的研究結(jié)果一致,但其機(jī)制還不清楚。
自噬是一種真核細(xì)胞進(jìn)化過程中高度保守的機(jī)制,在自噬相關(guān)基因的調(diào)控下,利用溶酶體降解細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)壽蛋白質(zhì)、受損的細(xì)胞器和入侵微生物的過程,是維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)必不可少的一條分解代謝途徑,是細(xì)胞應(yīng)激情況下,維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和存活的重要途徑。研究顯示,細(xì)胞自噬參與內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù),細(xì)胞自噬可降解和消化內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)受損、衰老和失去功能的細(xì)胞器和變性的蛋白質(zhì),能減輕炎癥、氧化應(yīng)激和缺氧等誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡和壞死。XIA等[10]研究發(fā)現(xiàn),飛燕草素三葡萄糖甙通過腺苷酸活化蛋白激酶/沉默信息調(diào)節(jié)因子1(AMP-activatedproteinkinase/silentinformationregulatoroftranscription1,AMPK/Sirt1)信號(hào)通路上調(diào)自噬水平,抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs的損傷。研究發(fā)現(xiàn),Sirt3活化可維持細(xì)胞內(nèi)的自噬水平,而抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs的損傷[11]。Beclin-1和LC3是自噬標(biāo)志性蛋白。Beclin-1是哺乳動(dòng)物體內(nèi)參與細(xì)胞自噬的特異性基因,也是酵母自噬相關(guān)蛋白6的同系物。Beclin-1能與ClassⅢ磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol3-kinase,PI3K)形成復(fù)合物,參與自噬前體復(fù)合物的形成和自噬小體膜的形成,成為自噬體形成的標(biāo)志性蛋白。最初合成一個(gè)未處理的LC3是前體LC3,自噬相關(guān)蛋白4可立即將其裂解,產(chǎn)生一種活躍的細(xì)胞溶質(zhì)形式被稱為L(zhǎng)C3-Ⅰ。隨著自噬相關(guān)蛋白7的催化和E2酶At93的結(jié)合,LC3-Ⅰ和豐富的膜磷脂即磷脂酰乙醇胺相互作用產(chǎn)生LC3-Ⅱ。LC3Ⅱ結(jié)合并位于胞內(nèi)自噬體膜上,其含量與自噬泡數(shù)量成正相關(guān),反映自噬體的含量,因此LC3-Ⅱ表達(dá)和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ常用來反映自噬的水平。p62/SQSTM1是自噬降解的標(biāo)志物,常用來反映自噬活性。DMY對(duì)細(xì)胞自噬具有調(diào)節(jié)作用。XIA等[10]研究發(fā)現(xiàn),DMY能抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶向基因(Mammaliantargetofrapamycin,mTOR)途徑誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞自噬。研究發(fā)現(xiàn),DMY通過AMPK信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬,改善骨骼肌細(xì)胞的胰島素抵抗[12]。本研究結(jié)果顯示,DMY預(yù)處理增加ox-LDL誘導(dǎo)的HU VECs的自噬體和自噬溶酶體的數(shù)量,上調(diào)Beclin-1和LC3-Ⅱ的表達(dá)及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值,下調(diào)p62的表達(dá),而自噬抑制劑3-MA部分抵消DMY對(duì)ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs的保護(hù)作用,提示DMY通過誘導(dǎo)細(xì)胞自噬,抑制ox-LDL誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷。細(xì)胞自噬的調(diào)控過程十分復(fù)雜,涉及PI3KI/mTOR、PI3KⅢ和AMPK/Sirt1等信號(hào)通路,DMY誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬的詳細(xì)過程有待進(jìn)一步研究。
總之,DMY能抑制ox-LDL誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,其機(jī)制與促進(jìn)細(xì)胞自噬水平有關(guān)。本研究證實(shí),DMY能通過保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞而發(fā)揮抗AS的作用,為臨床上將DMY用于內(nèi)皮細(xì)胞損傷相關(guān)性疾病的防治,提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)支持。
[1] SHEN Y,LINDEMEYER A K,GONZALEZ C,et al.Dihydromyricetin as a novel anti-alcohol intoxication medication[J].J Neurosci,2012,32(1):390-401.
[2] 梁柱第,曾憲彪,韋桂寧,等.藤茶雙氫楊梅素對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化大鼠的炎癥因子及主動(dòng)脈弓sPLA2-ⅡA表達(dá)的影響 [J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2015,21(4):120-123.
[3] MITRA S,DESHMUKH A,SACHDEVA R,et al.Oxidized low-density lipoprotein and atherosclerosis implications in antioxidant therapy[J].Am J Med Sci,2011,342(2):135-142.
[4] 康于慶,李躍兵,黃再青,等.鹽酸戊乙奎醚對(duì)大鼠小腸組織自噬的影響[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2015,25(9):1-5.
[5] PENG N,MENG N,WANG S,et al.An activator of mTOR inhibits oxLDL-induced autophagy and apoptosis in vascular endothelialcells and restricts atherosclerosis in apolipoprotein E-/-mice[J].Sci Rep,2014,4(1):5519.
[6] JIN X,CHEN M,YI L,et al.Delphinidin-3-glucoside protects human umbilical vein endothelial cells against oxidized low-density lipoprotein-induced injury by autophagy upregulation via the AMPK/SIRT1 signaling pathway[J].Mol Nutr Food Res,2014,58(10):1941-1951.
[7] 王輝,王嬙,解衛(wèi)平,等.細(xì)胞自噬與缺氧誘導(dǎo)的人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的相關(guān)性研究[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2013,23(24):5-10.
[8] 劉云霄,潘曉瓊,胡臻.二氫楊梅素對(duì)H2O2誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷的影響[J].溫州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2014,44(4):264-267.
[9]HOU X,TONG Q,WANG W,et al.Dihydromyricetin protects endothelial cells from hydrogen peroxide-induced oxidative stress damage by regulating mitochondrial pathways[J].Life Sci,2015,130(1):38-46.
[10] XIA J,GUO S,FANG T,et al.Dihydromyricetin induces autophagy in HepG2 cells involved in inhibition of mTOR and regulating its upstream pathways[J].Food Chem Toxicol,2014,66(1):7-13.
[11] ZHANG H P,ZHENG F L,ZHAO J H,et al.Genistein inhibits ox-LDL-induced VCAM-1,ICAM-1 and MCP-1 expression of HUVECs through heme oxygenase-1[J].Arch Med Res,2013,44(1):13-20.
[12] SHI L,ZHANG T,LIANG X,et al.Dihydromyricetin improves skeletal muscle insulin resistance by inducing autophagy via the AMPK signaling pathway[J].Mol Cell Endocrinol,2015,409(1):92-102.
(童穎丹 編輯)
Dihydromyricetin protects oxidized low-density lipoproteininduced damage by inducing autophagy in human umbilical vein endothelial cells
Hui-juan Zhong1,Lu Chen1,Hui-ying Liao2,Tao Zhang3,Bo Wang3,Jie Zhou4
(1.Department of Cardiology,Liwan Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou,Guangdong 510000,China;2.Department of Neurology,the First People's Hospital of Changde,Changde,Hunan 415003,China;3.The Second Affiliated Hospital,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China;4.Department of General Surgery,the 169thHospital of Chinese People's Liberation Army,Hengyang,Hunan 421001,China)
R543;R363
A
10.3969/j.issn.1005-8982.2017.23.006
1005-8982(2017)23-0031-07
2016-08-28
周潔,Tel:0734-8483223;E-mail:zhoujie7927@126.com
中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志2017年23期