第18卷第4期 长春大学学报 V01.18 No.4 2008年8月 JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY Aug.2008 文章编号:1009—3907(2008)04—0075—05 西洋参叶二醇组皂苷抑制血管平滑肌细胞增殖及 影响原癌基因表达的研究 王智昊,赵学忠 (吉林大学第一医院,吉林长春130021) 摘要:观察PQDS对VSMC增殖及原癌基因c・myc的mRNA表达的影响,探讨PQDS抑制VSMC 的增殖作用及相关机制。方法用组织贴块法培养大鼠胸主动脉VSMC作为研究对象,用AnglI诱 导VSMC增殖,随机分为:空白对照组、An I模型组、An I+PQDS 25、50、100mg/L不同剂量组。 用MTr法、流式细胞术、RT-PCR法观察PQDS对细胞增殖、细胞周期、增殖指数及原癌基因c—myc 的mRNA表达的影响。结果PQDS可减低VSMC的增殖能力,将增殖的VSMC抑制在G0/G1期,可 以下调VSMC中的原癌基因c.myc的mRNA表达。结论PQDS能抑制VSMC增殖,其机制可能与 下调原癌基因c—myc的表达有关。 关键词:西洋参叶二醇组皂苷;血管平滑肌细胞增殖;血管紧张素II;原癌基因 中图分类号:R282.71;Q253 文献标识码:A 血管平滑肌细胞(VSMC)增殖是动脉粥样硬化(AS)和经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后血管再狭窄等 疾病的主要病理变化…。血管紧张素II(An I)是肾素一血管紧张素系统(RAS)中的重要生物活性肽,可诱 导细胞增殖 j。VSMC增殖是受各种基因如原癌基因c—myc、C—fos的调控,原癌基因c—myc在AngI!或生长 因子等刺激下,进行转录、表达水平升高,引发各种转录调节因子合成,促进细胞增殖 。西洋参叶二醇组 皂苷(PQDS)是五加科人参属植物,资料报道PQDS有抗心肌缺血、缩小心肌梗死面积的作用 。目前尚未 有文献报道PQDS对VSMC增殖的影响,本文就PQDS对VSMC增殖的影响进行研究。 1材料与方法 1.1试剂及材料 Wistar大鼠3只,雄性,120~150g,购于吉林大学实验动物部。西洋参叶二醇组皂苷PQDS粉末(吉林 大学基础医学院化学教研室),An I(Sigma公司),RPMI 1640培养基(Gibco公司),胎牛血清FBS(Gibco公 司),兔抗大鼠 .SMA(平滑肌肌动蛋白)(美国Lab vision公司),S-P抗兔试剂盒(中杉金桥生物工程有限 公司),DAB显色试剂盒(中杉金桥生物工程有限公司),MTF(Sigma分装),碘化丙锭PI(Sigma分装),RNA 酶(Sigma分装),Trizol(Gibco公司),M—MLV逆转录酶(Promega公司),Taq DNA聚合酶(Promega公司), dNTP(Promega公司),Oligo(dT)(Promega公司),其他试剂为国产、进口分析纯。 1.2 VSMC的培养及鉴定 用组织贴块法进行中层VSMC培养,待细胞铺满培养瓶底80%以上时,传代培养,取第3—6代培养物, 经兔抗大鼠仅。SMA平滑肌肌动蛋白免疫组化染色鉴定,阳性细胞>98%,证实培养的是VSMC,实验用4~ 10代VSMC。 收稿日期:2008.06-25 基金项目:吉林省中医药管理局科技项目(2004—096) 作者简介:王智吴(1980.),女,吉林省长春市人,吉林大学第一医院急诊科医师,硕士,主要从事 t:,gn管临床常见疾病的诊疗与 研究。 76 长春大学学报 第18卷 1.3实验分组 将细胞随机分为5组,空白对照组(Contro1):正常血管平滑肌细胞;AnglI模型组(Mode1):AnglI 10 mol/L,PQDS低剂量组(PQDS1):PQDS 25mg/L+AngII 10 mol/L;PQDS中剂量组(PQDS2):PQDS 50mg/L +AngII 10 mol/L;PQDS高剂量组(PQDS3):PQDS 100mg/L+AnglI 10 mol/L;以上各组细胞置于含 10%胎牛血清的RPMI 1640培养液中,于5%CO 、37oC、饱和湿度培养箱中培养。 1.4用M,ITI'法测细胞增殖能力 用0.25%胰蛋白酶消化单层培养细胞,用含10%胎牛血清的RPMI 1640培养液配成单细胞悬液,以每 孔10 一1O 个细胞接种于96孔培养板中,每孔体积为200 。将培养板放人cO 孵箱中370(:、5%CO 及饱 和湿度条件下,培养24h,待培养细胞贴壁后,吸去培养液。根据上述分组中的给药,各组细胞在10%胎牛血 清的RPMI 1640培养液,于CO 孵箱中370(:、5%CO 及饱和湿度条件下,培养48h。弃去培养液,每孔加入 MT'F溶液201xl,37℃继续培养4h后终止培养,吸弃培养上清液,每孔加1501 ̄1 DMSO(二甲基亚枫),振荡 10rain。然后选择490nm波长,在酶标仪上测定各孔吸光度值,记录结果。 1.5用流式细胞仪测细胞周期及增殖指数 将细胞接种在培养瓶中,培养24h,之后换无血清RPMI 140培养液作用264h,使细胞同步化于c0期。 按前述分组方案加药处理后,继续培养48h,然后收集细胞,离心1000g×5min,弃上清。用4℃预冷的70% 冷乙醇固定18h,之后调整细胞浓度为1×10 cell/ml,PI染色37℃孵育30min后进行流式分析,微机处理应 用ModFit LT3.0软件分析细胞周期中各期细胞所占总细胞的百分率;计算细胞增殖指数(Pi),PI=(S+G2/ M)/(G0/G1+S+G2/M)。 1.6 用RT-PCR法测c-myc mRNA的表达 用快速提取法提取细胞总RNA,用紫外分光光度计测定总RNA浓度,波长在260nm、280nm处测其OD 值,OD260/280在1.8以上时可用。样品总RNA用量为2p.g,总RNA经反转录后,取1/10体积71xL反应 液,进行PCR反应。c—myc、GAPDH由北京博迈德科技发展有限公司合成,具体引物长度见表1。eDNA预变 性:940(:,5min。PCR扩增:94't2,45s;55℃,30s;72oC,60s共30个循环。循环完毕后72 ̄(2延伸10min,4 ̄12保 存。取5 PCR产物进行2%琼脂糖凝胶(含0.Stag/ml溴化乙锭)3V/cm电泳30~50min,紫外灯下照相, 用凝胶成像处理系统对PCR产物扩增的特异性片断进行灰度扫描,以GAPDH密度作为参考定量标准,数值 以两者之积分光密度的比值表示,记录各组的三种PCR的表达结果。 表1 PCR引物设计。扩增长度及退火温度 1.7统计学处理 采用SPSS软件进行统计处理,所有计量数据以均数4-标准差( 4-s)表示,采用单因素方差分析 (ANOVA)、SNK检验进行差异的统计学处理。P<0.05为差异 有显著性。 2结果 2.1血管平滑肌细胞的鉴定 用倒置相差显微镜和Ot肌动蛋白免疫组化染色,对血管平 滑肌细胞进行鉴定。细胞培养3~5d后,用相差显微镜观察可 见少量细胞自组织块边缘游离出来,细胞呈梭形或长梭形排列, 然后细胞呈放射性生长,长轴与组织块边缘垂直,多为两极,胞 图1 VSMC 肌动蛋白鉴定 第4期 王智吴,等:西洋参叶二醇组皂苷抑制血管平滑肌细胞增殖及影响原癌基因表达的研究 浆均匀,可见圆形细胞核及分裂相。至培养10d左右出现局部成束的细胞平行排列,部分区域细胞重叠,部 分区域高低起伏呈“峰、谷”状生长。d肌动蛋白染色>98%的细胞染色呈阳性,即细胞浆内呈现棕黄色反 应,胞核不着色,表明细胞含有肌动蛋白,证明培养的细胞为VSMC。 2.1 PQDS对VSMC增殖能力的影响 本实验用四甲基偶氮唑蓝微量酶反应比色法(MIT法)测量各组的光密度值(OD值),OD值反映细胞 生长及增殖活性。AnglI模型组OD值与空白对照组相比明显升高(P<0.05),提示An I可促进VSMC的 增殖,造模成功。PQDS高、中剂量组OD值与An I模型组相比均显著降低(P<0.05),PQDS低剂量组有下 降趋势,但是没有统计学意义(P>0.05),提示PQDS能够抑制VSMC增殖,抑制作用与剂量大小成正相关。 表2 VQDS对VSMC增值的影响(i±s。tl=8) #P<0-05 Vs Control;・P<0.05:each group of DS V8Model 2.2 PQDS对VsMC的细胞周期及增殖指数的影响 本实验用流式细胞仪测量细胞周期,观察PQDS对VSMC细胞周期影响及增殖指数(PI)的变化。 AnglI模型组与空白对照组比较:G0/G1期VSMC百分率明显减少(P<0.05),s期、G2/M期VSMC百 分率显著增加(P<0.05),增殖指数也明显升高(P<0.05)。提示AnglI可以促进VSMC从G1/G0期向S期 转化,可以诱导VSMC增殖,造模成功。PQDS药物组与AngII模型组比较:PQDS各组G0/G1期的VSMC百 分率均显著增加(P<0.05);S期的VSMC百分率、增殖指数均显著减少(P<0.05);PQDS高、中剂量组G2/ M期VSMC百分率显著降低(P<0.05),低剂量组G2/M期百分率降低,但没有明显差异(P>0.05)。PQDS 药物组与空白对照组比较:G0/G1期VSMC百分率中,PQOS低、中剂量组低于空白对照纽,PQDS高剂量组 高于空白对照组;S期、G2/M期VSMC百分率和增殖指数中,PQDS低、中剂量组高于空白对照组,高剂量组 低于空白对照组。在G0/G1期、s期VSMC百分率和增殖指数中,PQDS高、低剂量组与空白对照组之间有 统计学意义(P<0.05),中剂量组与空白对照组间没有统计学意义(P>0.05)。提示PQPS高剂量组抑制 VSMC增殖的作用略强,中、低剂量组抑制作用略弱。PQDS各组相比:随药物剂量增加,G0/G1期VSMC百 分率显著增加(P<0.05)。s期VSMC百分率和增殖指数显著减少(P<0.05)。上述结果显示PQDS对An- glI诱导的VSMC增殖有抑制作用,主要将细胞抑制在G1/G0期,抑制作用与PQDS剂量大小成正相关,如表 3所示。 表3 PQDS对细胞周期及增殖指数的影响(i±s。n=8) ’P<0.05 VS Control; P<O.05:each group ofPQDS vsModel;△P<O.05:PQDS2,PQDS3 VS VQDSl;口P<O.05:PQDS3 vs PQOS2 2.3 PQDS对原癌基因c—myc mRNA表达的影响 本实验用10 I7mol/L的AngII及加用不同剂量的PQDS作用于培养的平滑肌细胞,48h后用RT—PCR法 观测细胞c-myc的mRNA表达。空白对照组中c-myc条带亮度较弱,AngII作用48h后,AngII模型组与空白 78 长春大学学报 第18卷 对照组比较c-myc条带亮度明显加强,表达明显增高(P<0.05)。说明在AnglI诱导细胞增殖状态下c—myc mRNA表达增高。PQDS组与An I模型组比较,PQDS低、中、高剂量组的c.myc条带亮度明显变弱,表达明 显下降(P<0.05)。PQDS组与空白对照组比较:c—myc mRNA表达中,PQDS低、中剂量组高于空白对照组, 高剂量组低于空白对照组。PQDS各组比较:c—myc条带随着PQDS剂量增大逐渐变弱,表达逐渐下降。e— myc mRNA表达中PQDS高与中、低剂量组比较有统计学意义(P<0.05),上述结果显示:PQDS可以下调原 癌基因c—myc mRNA的表达,下调作用与剂量大小成正相关,如表4所示。 表4 PQDS对原癌基因表达的影响(ration ±s。Jl=3) Groups c-myc/GAPDH Control Mode1 PQDS1 PQDS2 PQDS3 P<O.05 vs Control;・P<0.05:each group of PQDS v8 Model;△P<0.05:PQDS2。PQDS3 vs PQDS1;13P<0.05:PQDS3 V8 PQDS2 M l 2 3 4 5 —一 —圈 c-myc(353bp) GAPDH(450bp) M.marker,1.空白对照组,2.AngII模型组,一 ¨ 一3.PQDS低剂量组, 一 ¨ ~一 4.PQDS中剂量组,5.PQDS高剂量组 3讨论 u血管平滑肌细胞(VSMC)增殖是动脉粥样硬化(AS)和PCI术后血管再狭窄等疾病重要的病理改变。寻 找抑制VSMC增殖的药物及探讨抑制VSMC增殖的机制有重要意义。 本文用组织贴块法培养平滑肌细胞,与传统的消化法比较,具有稳定性好、培养时间短、细胞产量高、质 量好等特点。 AngII是肾素一血管紧张素系统中最重要的生物活性肽,它不仅是血管活性物质引起机体血流动力学改 变,而且通过自分泌、旁分泌刺激VSMC增殖。本实验用An I诱导VSMC增殖,MTr法观察到AngII模型组 OD值比空白对照组明显增高,说明AngII促进VSMC增殖,表明实验造模成功。PQDS组OD值明显比An— gII组减低,说明PQDS可抑制细胞增殖,且随剂量增加,抑制作用成正相关。本实验通过流式细胞仪技术, 发现AngII使G0/G1期的VSMC百分率明显减少,s期、G2/M期的VSMC百分率明显增加。说明AnglI促 使VSMC从G0/G1期进入到s期、G2/M期,诱导细胞增殖。PQDS各组随剂量增加可增加G0/G1期VSMC 的百分率,减少s期、G2/M期VSMC的百分率,减少增殖指数,阻断细胞由G0/G1期向DNA合成的s期、 G2/M期转化。说明PQDS可抑制VSMC的增殖,可将VSMC细胞抑制在G0/G1期,显示PQDS通过抑制 VSMC增殖而起到对AS的防治作用。 原癌基因家族中能被第二信使所诱导的立早基因(immediate early response genes,IEGs),也称快反应基 因。这类基因是细胞经过外部刺激最先表达的一组基因,是联系细胞生化改变与细胞对刺激发生特异性反 应的中介物,其编码的特异DNA的结合蛋白,将短暂的信号转为长时程的反应。因此,它们又被认为是第三 信使 ],具有生长调节作用 。研究发现原癌基因c.myc、e—fos是VSMC增殖的始动因子,c—myc促进细胞增 殖的机制有三:1.c.myc羧基端与特异的DNA序列结合,开放与细胞增殖有关的基因;2.氨基端与抑制基 因结合,解除抑制作用,刺激细胞增生;3.诱导丝氨酸一苏氨酸蛋白激酶P34ede2产生,使细胞迁移 。本 试验RT.PCR结果PQDS可以下调c.myc的表达。说明PQDS抑制VSMC增殖的机制可能与下调c-myc的 表达有关。本实验为PQDS抑制VSMC增殖、预防动脉粥样硬化提供理论基础。 参考文献: [1]Campbell JH,Campbell GR.Culture techniques and their applications to studies of vascular smooth muscle[J].Clin Sci, 第4期 王智吴,等:西洋参叶二醇组皂苷抑制血管平滑肌细胞增殖及影响原癌基因表达的研究 79 1993,85:501—513. 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[8]Nahmias C,Storsberg D.The angiotensin AT rceeptor:searching for signal・transduction pahtways and physiological function [J].Trends in Phar-macological Sciences,1995,16:223—225. 责任编辑:姜丽杰 Study of Panax QulnquefoHum Diolsaponins inhibiting vascular smooth muscle cell proliferation and effecting the expression of proto-oncogene WANG Zhi—hao,ZHAO Xue—zhong (Department of Cardiovascular Medicine,the First Hospital of Jilin University,Changchun 130021,China) Abstract:Objective To investigate the efect of PQDS on VSMC proliferation and the expression of hte proto-oneogene c-myc mRNA. To discuss hte effect of PQDS ihnibiitng VSMC proliferation and mechanisms.Methods Rats aorta htoracalis vasculra smooth muscle cell be cultured by tissue-sticking method in the experiment.CeHs were random divided to:control group,AngII model group,AngII+ PQDS groups,among hte model+PQDS groups,PQDS divided to 25mg/L,50mg/L,lOOmg/L diferent dosage.In order to make mod. el,10~mol/L AngII Was used to induce VSMC to prolfierate.To determine the cell proliferation ability with MTr,to determine the cell generation cycle and prolifafion index with How eytometcr,to evaluate the expression of c—myc mRNA with reverse transcription. oplymerase chain eraction mehtod.RecuRs PQDS can decrese hte baility of VSMC proliferation,it can ihnibit VSMC at GO/G1 period. PQDS call down reuglate the mRNA expression of c・myc.Conclusion PQDS Can inhibit VSMC prolfieration.The meschansims of it concemed with down regulating the expression of c-myc. Keywords:Panax Quinquefolium Diolsaopnins;vascular smooht muscle cell proliferation;angiotensin I/;proto.oncogene