血管內(nèi)皮細胞活化是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)患者早期重要的病理生理改變[1-2],活化的血管內(nèi)皮細胞釋放多種炎性因子、血管活性物質(zhì)以及大量的氧自由基,促進冠心病的發(fā)生發(fā)展[3]。CD40/CD40配體(CD40L)分布于內(nèi)皮細胞和血小板,可通過多種信號通路活化血管內(nèi)皮細胞,使其過表達黏附分子、炎性因子以及氧自由基等,與冠心病的發(fā)生密切相關(guān)[4]。白細胞介素(IL)-35是由調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)等分泌的新型抗炎因子,可以抑制脂多糖(LPS)對血管內(nèi)皮細胞的活化,從而抑制血管內(nèi)皮細胞炎性因子的表達,減輕炎性反應(yīng)[5],但尚不明確IL-35是否可抑制sCD40L對血管內(nèi)皮細胞的活化。本研究檢測冠心病患者外周血清中可溶性CD40配體(sCD40L)和IL-35的水平,并分析IL-35對sCD40L活化血管內(nèi)皮細胞的抑制作用,探討IL-35在冠心病發(fā)病中的作用。
選擇2018年2月至2018年8月在江蘇省濱??h人民醫(yī)院心內(nèi)科診斷的冠心病患者43例,其中不穩(wěn)定型心絞痛患者20例(UA組),急性ST段抬高型心肌梗死患者23例(STEMI組),所有患者行冠狀動脈造影檢查,診斷和分型均符合《心臟病學(xué)》診斷標準[6];同時選取年齡、性別匹配的20例健康體檢者作為對照組。排除標準:合并感染性疾病、瓣膜性心臟病、擴張型心肌病、腦卒中、嚴重肝腎功能不全、惡性腫瘤以及使用類固醇類藥物的患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(批準號01/2018),所有參加者簽署知情同意書。
細胞因子IL-35購自美國Bio-rad公司;sCD40L購自武漢艾美捷科技有限公司;sCD40L、IL-35、E-選擇素、可溶性細胞間黏附因子(sICAM-1)酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司;DMEM培養(yǎng)基、胎牛血清(FBS)、胰蛋白酶購自美國Gibco公司;丙二醛(MDA)檢測試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)活性檢測試劑盒、氧自由基(ROS)檢測試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司。
AMI患者在入院時采集外周靜脈血3 mL,其余患者在入院次日清晨空腹采集靜脈血3 mL,置于肝素鈉抗凝管,3 000 r/min離心2 min,收集血清,儲存于-80 ℃?zhèn)溆谩?/p>
取剖宮產(chǎn)孕婦分娩的健康新生兒臍帶20 cm,采用胰酶消化法獲得血管內(nèi)皮細胞,將其接種于含20%FBS的DMEM完全培養(yǎng)基,置于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱,待細胞長至80%融合狀態(tài)后,選取第2~5代細胞用于實驗。流式細胞儀檢測內(nèi)皮細胞表面標記CD31,純度達85%以上。實驗分為空白組、sCD40L組和IL-35+sCD40L組。sCD40L組加入25 μg/mLs CD40L,IL-35+sCD40L組加入20 ng/mL IL-35和25 μg/mL sCD40L,培養(yǎng)24 h后收集細胞,PBS洗滌2次,上清液儲存于-80 ℃?zhèn)溆谩?/p>
使用ELISA試劑盒檢測外周血清中IL-35、sCD40L水平及細胞培養(yǎng)上清中E-選擇素、sICAM-1的水平,操作嚴格按照試劑盒說明書進行。
取對數(shù)生長期的HUVEC以1×105/mL的細胞密度接種于96孔培養(yǎng)板內(nèi),培養(yǎng)方法及分組同1.4,培養(yǎng)后棄上清,按照試劑盒說明書檢測HUVEC的MDA水平及SOD活性。
將血管內(nèi)皮細胞接種于6孔板,初始密度為4×105/孔,培養(yǎng)方法及分組同1.4,每孔加入2 mL無血清培養(yǎng)液以及20 μmol/L DCFH-DA溶液,混勻,于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中避光孵育30 min后用培養(yǎng)液輕輕洗滌細胞2次,熒光顯微鏡觀察拍照(激發(fā)波長為488 nm,發(fā)射波長為525 nm),ImageJ軟件計算平均熒光強度值(IOD)。
采用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析,計量資料采用均數(shù)±標準差表示,兩組間比較采用student′st檢驗,多組間比較采用單因素方差分析;偏態(tài)分布采用中位數(shù)表示,組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗或Kruskal-Wallis檢驗;線性相關(guān)分析采用Spearman分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3組患者年齡、性別、高血壓史、糖尿病史、吸煙史均無統(tǒng)計學(xué)差異,見表1。ELISA試劑盒檢測外周血清IL-35及sCD40L的水平。與對照組相比,UA組、AMI組IL-35水平均降低,且STEMI組降低更為顯著;而sCD40L水平顯著升高,且STEMI組升高更明顯,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05),結(jié)果見表2。
表1 3組患者臨床資料比較
表2 3組患者外周血清IL-35和sCD40L水平比較
注:與對照組比較,(1)P<0.05;與UA組比較,(2)P<0.05
冠心病患者外周血清IL-35水平與sCD40L水平呈負相關(guān)(r=-0.443,P<0.01),見圖1。
ELISA法檢測3組HUVEC培養(yǎng)上清中E-選擇素、sICAM-1的水平。與空白組相比,sCD40L組E-選擇素、sICAM-1水平均顯著增加(P均<0.05);與sCD40L組相比,IL-35+sCD40L組E-選擇素、sICAM-1水平均顯著降低(P均<0.05),見表3。
表3 3組HUVEC培養(yǎng)上清中E-選擇素、sICAM-1水平比較
注:與空白組比較,(1)P<0.05;與sCD40L組比較,(2)P<0.05
比色法檢測3組HUVEC中MDA水平及SOD活性。與空白組相比,sCD40L組HUVEC中MDA水平顯著升高,SOD活性顯著下降(P均<0.05);與sCD40L組相比,IL-35+sCD40L組HUVEC中MDA水平顯著下降,SOD活性顯著升高(P均<0.05),見表4。
表4 3組HUVEC中MDA水平及SOD活性比較
注:與空白組比較,(1)P<0.05;與sCD40L組比較,(2)P<0.05
DCFH-DA熒光探針法檢測3組HUVEC中ROS活性。與空白組相比,sCD40L組HUVEC中ROS活性顯著升高(13.45±4.12對3.65±2.08,P<0.05);與sCD40L組相比,IL-35+sCD40L組HUVEC中 ROS活性顯著降低(7.09±3.06對3.65±2.08,P<0.05),見圖2。
注:A為空白組;B為sCD40L組;C為IL-35+sCD40L組
血管內(nèi)皮細胞活化在冠心病的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用[7],血管內(nèi)皮細胞具有阻止巨噬細胞浸潤和泡沫細胞形成、調(diào)節(jié)凝血和阻止血栓形成的功能?;罨难軆?nèi)皮細胞可分泌多種生物活性物質(zhì)如E-選擇素、細胞間黏附分子和ROS等,導(dǎo)致動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生[3],慢性炎性反應(yīng)是導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞活化的主要因素,并貫穿于整個冠心病的發(fā)生發(fā)展過程。炎性反應(yīng)的激活以及促炎/抗炎因子的失衡與動脈粥樣硬化的發(fā)生、斑塊的破裂、血栓的形成等密切相關(guān),促進了穩(wěn)定型心絞痛向UA,加劇了疾病進展[8]。
CD40/CD40L的相互作用可以調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激,影響免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等信號通路,與冠心病的發(fā)生密切相關(guān)[9]。CD40L與CD40相互作用促進單核細胞、巨噬細胞等黏附于血管內(nèi)皮細胞,誘導(dǎo)細胞間黏附分子(ICAM-1)、E-選擇素等的表達,增加氧自由基的生成,導(dǎo)致氧化應(yīng)激[10];同時,CD40通過與CD40L的相互作用調(diào)控多種基質(zhì)金屬蛋白酶的表達,促進動脈粥樣斑塊的破裂[11]。sCD40L是CD40L水解形成的具有生物活性的可溶性片段,與CD40L具有相同的生物學(xué)功能[12]。Yuan等[4]研究表明,循環(huán)血液中sCD40L能刺激泡沫細胞的形成,促進動脈粥樣硬化的發(fā)展,增加粥樣斑塊的不穩(wěn)定性,加速冠心病的發(fā)展。Heeschen等[13]研究表明,sCD40L對冠心病具有一定的預(yù)測價值。Fouad等[14]研究發(fā)現(xiàn),UA及急性心肌梗死患者外周血清sCD40L水平顯著高于穩(wěn)定型心絞痛及健康體檢者。本研究結(jié)果與上述研究一致,顯示STEMI患者與UA患者外周血清sCD40L水平顯著升高,且STEMI患者升高更顯著。
IL-35是IL-12家族的新成員,由兩個亞基組成,其主要生物學(xué)功能是:(1)抑制血管炎性反應(yīng);(2)促進Treg細胞活化,增強其抑制功能;(3)抑制輔助T細胞(Th)1、Th17等細胞的增殖;(4)促進抗炎因子如IL-10的產(chǎn)生,抑制促炎因子如IL-17的產(chǎn)生[15]。本研究表明,冠心病患者外周血IL-35水平顯著降低,且STEMI患者降低更為顯著,這與Lin等[16]研究結(jié)果一致。Mor 等[17]研究表明,冠心病患者外周血Treg比例下降,其抑制功能也明顯下調(diào)。IL-35可能通過加重炎性反應(yīng)參與冠心病的發(fā)生。
本研究顯示IL-35與sCD40L水平呈負相關(guān),IL-35能顯著抑制sCD40L誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞E-選擇素、sICAM-1的分泌。E-選擇素和ICAM-1是血管內(nèi)皮細胞活化的標志,血管內(nèi)皮細胞活化后分泌大量的E-選擇素和ICAM-1,兩者通過與細胞間受體結(jié)合,促進白細胞、單核細胞、T細胞緊密黏附于血管內(nèi)皮細胞,加重血管內(nèi)皮細胞的功能障礙,影響動脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性[18],促進冠心病的發(fā)生發(fā)展。
MDA和SOD可反映機體脂質(zhì)過氧化、受自由基攻擊的損傷程度和機體清除氧自由基的能力。在生理狀態(tài)下,氧自由基生成和清除維持平衡狀態(tài);在病理狀態(tài)下,這一平衡被打破,細胞受損或活化,產(chǎn)生過量的氧自由基,使機體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。本研究顯示,IL-35明顯降低血管內(nèi)皮細胞脂質(zhì)過氧化物水平,上調(diào)內(nèi)皮細胞清除氧自由基的能力,從而抑制sCD40L對血管內(nèi)皮細胞的活化。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn),冠心病患者外周血IL-35水平顯著降低,而sCD40L水平顯著升高,兩者呈負相關(guān)。IL-35能抑制sCD40L誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細胞的活化,其機制主要通過降低血管內(nèi)皮細胞脂質(zhì)氧化及血管內(nèi)皮細胞氧自由基的水平,上調(diào)血管內(nèi)皮細胞清除氧自由基的能力。結(jié)果表明,IL-35和sCD40L在冠心病的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用,調(diào)控IL-35和sCD40L可能是治療冠心病的新途徑。