桃叶珊瑚苷通过激活ERβ途径抑制心肌细胞凋亡

更新时间:2023-06-14 23:37:09 阅读: 评论:0

blot.Thecellproliferationcyclewasdetectedbyflowcytometry.Theabilityofcellmigrationwasmeasuredbytranswellassay.ThecontentofMMP 2proteinwasdetectedbyELISA.Thechangeofintracellularcalci umconcentrationwasdetectedbylaserconfocalscan ningmicroscopy.Results Comparedwithcontrolgroup,inmodelgrouptheproteinexpressionofCaSRincreased,thecellproliferationindexandPCNAwereenhanced,theproteinlevelsofMMP 2andthenumberofmigratedcellsincreased,andintracellularcalciumconcentrationwaselevated.GdCl
andNPS2143up regulatedanddown regulatedtheaboveeffectscausedbyinsulinresistance,respectively.Conclusions TheCaSRactivatedbyinsulinresistancecanpromotepro liferationandmigrationof
ratRAMSCs,inwhichintra cellularcalciumionplayanimportantrole.
Keywords:calciumsensingreceptor;renalarterysmoothmusclecell;highglucose;highinsulin;prolif eration;migration
树正群海
网络出版时间:2020-12-168:05 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20201215.1120.024.html
桃叶珊瑚苷通过激活ERβ途径抑制心肌细胞凋亡
李春晓,张璐莎,张丽媛,马璐璐,王倩怡,方乐玉,杨文杰,孙 伟,冷雨泽,陈 璐,王 虹
同意做某事(天津中医药大学中西医结合学院、方剂学教育部重点实验室、天津市中药药理学
重点实验室、天津中医药大学中医药研究院,天津 301617)
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.01.012
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)01-0068-07中国图书分类号:R 332;R284 1;R329 25;R329 411;R392 11;R542 22;R977 12余光中散文精选
摘要:目的 探讨桃叶珊瑚苷(aucubin,AU)抑制心肌细胞凋亡发挥抗心肌缺血损伤从而改善急性心肌梗死后心功能的作用与可能机制。方法 采用冠状动脉左前降支结扎法制作小鼠急性心肌缺血(myocardialinfarction,MI)模型。采用超声心动、Masson染色检测小鼠心功能及梗死面积。建立肿瘤坏死因子 α(tumornecrosisfactor α,TNF α)/放线菌酮(cycloheximide,CHX)诱导的大鼠H9c2心肌细胞损伤模型。采用IncuCyte活细胞成像、TUNEL、Westernblot等方法探讨了AU的抗心肌细胞损伤作用及其作用机制。结果 研究结果表明,AU可以改善心肌梗死小鼠的心功能,降低梗死面积,减少由TNF α/CHX诱导的心肌细胞凋亡,降低caspase 3蛋白质表达,上调Bcl2/Bax比值;同时AU可使ERβ(es trogenreceptorβ,ERβ)表达升高,且雌激素受体β抑制剂可阻断AU的抗凋亡作用。结论 该研究证实,AU可以通过
收稿日期:2020-07-15,修回日期:2020-09-22
基金项目:国家国际科技合作专项基金资助项目(No2015DFA30430);国家自然科学基金青年项目(No81603329)
作者简介:李春晓(1992-),女,博士生,研究方向:中药心血管药理,E mail:1256665378@qq.com;
陈 璐(1989-),女,博士,助理研究员,研究方向:中药
心血管药理,通讯作者,E mail:chenlutjutcm@tjutcm.edu.
cn;
二亩地王 虹(1974-),女,博士,研究员,博士生导师,研究方
向:中药心血管药理,通讯作者,E mail:wanghongsys@
126.com抑制心肌细胞凋亡发挥抗心肌缺血损伤从而改善急性心肌梗死后心功能的作用,其部分作用机制与ERβ通路的激活有关。
关键词:桃叶珊瑚苷;心肌细胞;细胞凋亡;植物雌激素;雌激素受体;肿瘤坏死因子 α
  缺血性心脏病(ischemicheartdisease,IHD)是全球死亡率最高的疾病之一[1]。急性心肌梗死(a cutemyocardialinfarction,AMI)能
够导致不可逆的心肌细胞损伤或继发的心肌供血不足。虽然现有的治疗方法能够改善冠状动脉血流,增加缺血区域的血液供应从而达到治疗效果[2],但其发病率和死亡率依然居高不下。氧化应激损伤是缺血性心脏病的主要发病机制[3],活性氧的积累导致心肌细胞的坏死和凋亡,其中细胞凋亡贯穿心肌梗死发生的整个病程[4],因此减少心肌梗死后的心肌细胞凋亡对限制心肌梗死患者的组织损伤程度及改善心脏功能具有重要意义。
雌激素受体β(estrogenreceptorβ,ERβ)在调节正常生理、衰老和多种疾病中发挥重要作用[5]。ER最典型的功能为配体激活的转录因子,介导激素调节的组织和器官中的基因转录[6]。研究表明[7],绝经后妇女急性心肌梗死的增加可能与体内雌激素水平下降和ERβ表达下降有关。在心肌梗死中,ERβ通过调节PI3K/AKT信号通路改善急性心肌梗死患者的心功能及MI后的心肌纤维化[8-9],是预防及治疗围
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1):68~74
绝经期综合征患者急性心肌梗死的潜在靶点之一。桃叶珊瑚苷(aucubin,AU)又称β D 吡喃葡萄
糖苷,是杜仲、车前草、地黄等中药材的有效成分之一。近年来研究表明,AU具有抗氧化、抗炎、抗纤
维化等多种药理作用[
10-11]
处女座和什么星座最配,对免疫、心脑血管、神经系统均有保护作用,但其对心肌细胞凋亡的作用机制尚不清楚。本课题组前期研究发现AU具有植物
雌激素样作用[12]
,能够激活雌激素受体。本研究旨
在探讨AU对心肌凋亡的影响及其机制,为AU防治缺血性心脏病提供新的实验依据。1 材料与方法1.1 材料
1.1.1 细胞与动物 大鼠H9c2,购于美国ATCC公司,8周龄雄性C57BL/6J小鼠购自北京维通利华实验动物研究中心,许可证号:SCXK(京)2016 0006。
1.1.2 药物与试剂 AU购于成都曼斯特生物科技有限公司(批号:DST190907 004),纯度为99 93%,分子量为346 33,分子式:C15H22O9;肿瘤坏死因子 α(Tumornecrosisfactor α,TNF α,货号:315 01A)购于PeProTech;放线菌酮(Cycloheximide,CHX,货号:M4881)、MTT(货号:M8180)购于So laibro;MPPdihydrochloride(货号7A/198343)、(R,R) THC(货号:6A/192678)购于tocris公司;DCFH DA粉末(货号:D6883)购于Sigma;DMEM(货号:SH30022 01)购于Hyclone;胎牛血清(FBS,货号:04 001 1ACS)、双抗(青链霉素,货号:03 031 1B)、胰蛋白酶(货号:03 052 1A)购于BiologicalIndus tries;β Actin(3E5)RabbitmAb(货号:4970)、caspase 3Antibody(货号:9662)、AktAntibody(货号:4691)、p AktAntibody(货号:4060)、Bcl2Anti body(货号:3498)、BaxAntibody(货号:2772)购于
CST;Goatanti RabbitIgG(H+L)AlexaFluor 594
conjugate(货号:A 11012)购于Invitrogen;InSituCellDeathDetectionKit(货号:11684817910)购于Roche。1.2 方法
1.2.1 动物及给药 小鼠在体实验经天津中医药大学伦理委员会(中国天津)批准,在体研究方法均按照指南操作。所有动物实验均按照美国指南(NIH出版物#85 23,1985年修订)和赫尔辛基宣言的原则进行。将小鼠饲养于温度(22±2)℃和湿度55%±5%房间中,12h照明/12h黑暗昼夜交替,在进行实验前适应性喂养1周。研究中使用的AU
人参分类为10mg·kg-1·d-1
,辛伐他汀作为阳性药,使用剂
来大姨妈可以洗头吗
量为1
0mg·kg-1·d-1
。将AU和辛伐他汀溶解在生理盐水中灌胃给药。
1.2.2 手术 腹腔注射三溴乙醇麻醉小鼠,结扎左前降支冠状动脉建立急性MI模型。手术后将小鼠随机分为4组:
假手术组,模型(生理盐水)组,AU组和Sim组。从d0开始,将小鼠随机分组给药。1.2.3 超声心动 在术前1d,术后7、14和28d,
用Vevo2100TM
高分辨率超声生物显微镜(Visual
SonicsInc ,Canada)和Vevo分析软件(Vevo2 2 3,[
VisualSonicsInc.])进行超声心动图测量。麻醉小鼠后,记录M-模式短轴图像和B-模式长轴图像。测量左心室收缩末期容积(LVESV)和舒张末期容积(LVEDV)。计算左心室射血分数(LVEF)(LVEF=
[LVEDV-LVESV]/LVEDV)。1.2.4 Masson染色 在造模28d超声心动图分析后取材,用体积分数0 04多聚甲醛固定后包埋在石蜡中,并在缝合线下方500mm距离处切片。通过Masson'sTrichrome染色评估心脏组织的梗死面积。1.2.5 细胞培养 细胞培养所用培基为DMEM加入体积分数0 1的胎牛血清,及体积分数0 01的青链霉素混匀,4℃存放。细胞于体积分数0 05的CO2、0 95空气、37℃、饱和湿度的培养箱内培养。细胞融合至0 8~0 9时进行传代。
1.2.6 细胞活力检测 正常培养细胞融合至0 8
时,以8×103
个细胞每孔接种于96孔板中,分别为Control(0 1%DMSO)组;model组(10μg·L-1TNF α
,5mg·L-1CHX,0 1%DMSO);AU10μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1
CHX,AU10μmol·L-1);AU20μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1);AU50μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU50μmol·L-1),共5组,每组6个复孔。造模同时用AU处理心肌细胞6h后进行MTT检测。MTT使用浓度为0 5g·L-1,每孔加入20μL并在37℃下孵
育4h。除去含MTT的培养基后,每孔加入200μLDMSO,用酶标仪检测490nm处各孔的OD值。1.2.7 IncuCyte活细胞成像系统 H9c2细胞以含体积分数0 1的FBS的DMEM完全培养基常规培养,当细胞生长覆盖到培养皿的0 9后用胰酶消化,
细胞计数后,以8×103
个细胞每孔接种于96孔板
ope
中。用显微镜观察细胞情况后置于培养箱中培养。将实验分为6组,每组3个复孔,分别为分别为Con
trol(0 1%DMSO)组;model组(10μg·L-1
TNF α,5mg·L-1CHX,0 1%DMSO);AU20μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α
,5mg·L-1CHX,AU20μmol··
96·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)
L-1);E2组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,E210nmol·L-1);AU+MPP组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1,MPP100nmol·L-1);AU+MPP组(10μg·mL-1TNF α,5mg·L-1CHX,
AU20μmol·L-1,MPP100nmol·L-1);AU+(R,R)-THC组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1,(R,R) THC100nmol·L-1)。细胞培养24h后,细胞贴壁良好,铺展生长,此时吸弃培养液,置换成体积分数0 01的FBS的完全培养液进行血清饥饿。血清饥饿24h后,依据上述分组置换成含有TNF α及CHX的的完全培养液中。造模6h后,进行TUNEL染色,置于Incucyte中拍照。
1.2.8 Westernblot 正常培养细胞融合至0 8时,以2 4×105个细胞每孔接种于6孔板中,分别为Control(0 1%DMSO)组;model组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,0 1%DMSO);AU20μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1);E2组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,E210nmol·L-1),共4组,每组3个复孔。培养24h待细胞贴壁生长良好后,按分组加入培基,造模给药6h后提取总蛋白。用BCA法进行蛋白浓度测定,取等量蛋白进行SDS PAGE,半干法转膜,与相应一抗二抗结合反应后,用化学发光法检测抗原抗体结合区带。用凝胶成像分析仪进行电泳条带的拍照与分析。实验中以β actin为内参,分别检测了caspase 3、Bax、Bcl2、p Akt、Akt。
1.2.9 TUNEL染色 正常培养细胞融合至0 8时,以8×103个细胞每孔接种于96孔板中,将实验分为6组,每组3个复孔,分别为分别为Control(0 1%DMSO)组;mo
del组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,0 1%DMSO);AU20μmol·L-1组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1);E2组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,E210nmol·L-1);AU+MPP组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1,MPP100nmol·L-1);AU+MPP组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1,MPP100nmol·L-1);AU+(R,R) THC组(10μg·L-1TNF α,5mg·L-1CHX,AU20μmol·L-1,(R,R) THC100nmol·L-1)。细胞培养24h后,细胞贴壁良好,铺展生长,此时吸弃培养液,24h后置换成含有TNF α(10μg·L-1)、CHX(5mg·L-1)的完全培养液6h后使用InSituCellDeathDetectionKit试剂盒进行染色,DAPI复染细胞核。1.2.10 统计学方法 实验数据均以珋x±s表示,采用SPSS14 0统计软件进行t检验,多组间比较宜用方差分析。
2 结果
2.1 AU能够改善心肌梗死小鼠的心功能 超声心动检测术前1d,术后给药7d、14d和28d左心室短轴缩短率和射血分数。结果显示,心肌梗死前组间的短轴缩短率和射血分数无显着差异,两者均具有正常的心肌功能。心肌梗死后,心肌梗死的C57BL/6小鼠随机分组,在d7、14和28进行相关指标的检测。结果显示,模型组、AU组及阳性药组相较于假手术组的EF%和
FS%明显降低。给药后7d,AU及阳性药组与模型组之间没有显着差异。但给药后d14、28,AU组给药效果良好,明显优于模型组(Fig1A,B)。连续给药28d后,对来自小鼠的心脏组织进行Masson染色。结果显示正常心室结构完整,心肌纤维化不明显,梗死部位无蓝色,无心室壁变薄。在模型组中,心室壁严重梗塞,纤维化,变薄和心室腔扩大,纤维化程度占整个心室壁的约40%~50%。非梗塞区域有松散的组织细胞和增加的空隙。给药组与模型组相比,给药组的心室壁纤维化及心室腔的变化得到改善(Fig1C,D)。2.2 AU能够减少急性心肌梗死小鼠心肌细胞凋亡 连续给药28d后,对来自小鼠的心脏组织进行TUNEL染色。心肌细胞的凋亡可以通过TUNEL+/DAPI双色荧光重合信号确认,TUNEL+cell为红色,DAPI为蓝色。结果显示AU给药组与生理盐水组相比,TUNEL+(red)信号明显减少(Fig2)。2.3 AU提高TNF α/CHX损伤模型中的心肌细胞活力 课题组前期结果表明,TNF α/CHX能够成功诱导心肌细胞损伤,为了确定药物浓度,本研究采用MTT法检测不同浓度下AU对模型中细胞活力的影响,结果显示AU在20μmol·L-1及50μmol·L-1时,能够明显在TNF α/CHX损伤模型中增加细胞活力,差异具有统计学意义(Fig3)。预处理24h能够增强其保护作用。
2.4 AU能够减少TNF α/CHX损伤模型中的细胞凋亡 为了进一步证明AU的抗凋亡作用,本研究采用Westernblot法检测TNF α/CHX损伤模型中6h时caspase
3、Bcl2、Bax、Akt以及p Akt蛋白的表达,结果显示造模6h时,模型组与对照组相比,caspase 3蛋白表达增加,差异具有统计学意义;AU组与模型组相比,caspase 3蛋白表达减少,Bcl2/Bax比例上调,其结果差异具有统计学意义(Fig4)。2.5 AU能够促进ERα以及ERβ的表达 确定
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)
Fig1 AUimprovescardiacfunctionandreducesinfarctsizeafterMI
A:Changesinleftventricularejectionfraction(EF%),  P<0 01vssham,#P<0 05vssaline(n=6);B:ChangesinLeftventricularfrac tionalshortening(FS%), P<0 05,  P<0 01vssham(n=6);C,D:Arepresentat
iveimageandaveragescarareaofMasson’sTrichromestai ningonday28
,resultsareexpressedas珋x±s, P<0 05vssaline(n=3)
.Fig2 AUinhibitsapoptosisofmyocardialcellsafterMITheapoptosisofmyocardialcellswasassessedbyperformingaTUNELassayonday28.TUNELstainingwasvisualizedunderfluores cence,cellspositiveforTUNELappearedredincolor,andDAPIap pearedblue(n=3,scalebar:25μm).
AU的抗凋亡作用后,本研究进一步对AU如何影响凋亡做了进一步的探讨,采用Westernb
lot方法检测AU对心肌细胞中ERα以及ERβ的表达的影响,结果显示AU能够明显促进心肌细胞中ERα以及
ERβ的表达,差异具有统计学意义(Fig5)。2.6 ERβ抑制剂能够减弱AU的抗凋亡作用 为了探讨AU是否通过激活雌激素受体抑制细胞凋亡,本研究采用TUNEL法检测ERα的抑制剂M
PFig3 AUimprovesmyocardialcellviabilityagainstTNF α
/CHXtreatmentCellviabilitywasevaluatedbyanMTTassay,Premeansthepre
treatmentofAU.Resultsareexpressedas珋x±s, P<0 05,  P<0 01vscontrol;#P<0 05,##
P<0 01vsmodel(n=4).
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17·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)
Fig4 AUinhibitsapoptosisinducedbyTNF α
/CHXThemodelgroupwastheco treatmentof10μg·L-1TNF αand5mg·L-1CHXafter6h.TheAUgroupwasonthesameconditionwithpretreat mentof20μmol·L-1AUafter24h.Resultsareexpressedas珋x±s,  P<0 01vscontrol;#P<0 05,##P<0 01vsmodel(n=3)
Fig5 AUpromotesERαandERβe
xpressionH9c2cellsweretreatedby10μmol·L-1and20μmol·L-1
AUaf ter24h.Resultsareexpressedas
珋x±s, P<0 05,  P<0 01vscon trol(n=3).
和ERβ的抑制剂(R,R) THC对给药后TNF α/CHX损伤模型中凋亡的影响。结果显示,
MPP对AU的心肌细胞保护作用无明显影响;而加入(R,R) THC后,细胞凋亡数量较AU组有明显上升,其结果差异具有统计学意义(
Fig6)。本研究证明,AU能够激活ERβ发挥心肌保护作用。
3 讨论
  AU是杜仲等中药的活性成分之一,本研究发现AU可使ERβ表达升高,抑制心肌细胞凋亡,并且加入ERβ抑制剂可阻断AU的抗凋亡作用。表明AU可以通过激活ERβ通路,发挥抗心肌缺血损伤从而改善急性心肌梗死后心功能的作用。
植物雌激素是对具有雌激素相似结构,能够作用于雌激素受体的一类化合物的统称。课题组前期研究证实AU是一种具有植物雌激素样作用的小分
子,能够激活雌激素受体[12]
。雌激素受体ER于发
现于1958年,其中ERβ分布于卵巢、
中枢神经系统、心血管系统、肺、结肠、肾脏和免疫系统中[13]。
心血管系统功能异常是临床绝经期综合征表现的重
要方面之一,Zhang等[9]研究发现,Tg ERβ转基因
小鼠的心肌组织Ⅰ型胶原、α SMA、TGF βmRNA的表达水平明显低于野生型小鼠,说明ERβ有助于抑制心肌梗死后心肌纤维化和重塑过程,提高心肌抗
纤维化能力。同时,Wang也研究发现将ERβ敲除后,PI3K和Akt磷酸化水平下调,caspase 3和caspase 8的表达增加,Bcl 2蛋白表达水平降低,证明ERβ可能是通过调节P
I3K/Akt信号通路改善急性心肌梗死患者的心功能[8]
本研究采用TNF α和CHX共同诱导心肌细胞损伤模型,探讨了AU抗心肌细胞损伤作用及其与ER信号通路的相关性。TNF α能够与膜受体TN FRI或TNFRII结合,激活凋亡通路,同时刺激TNF抗凋亡因子(TNFapoptosisprotectionfraction,TAPF)的生成,而CHX能够抑制TAPF阻断TNF α激活的
·2
7·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)

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