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人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与白细胞介素1β的相关性

2022-03-17 来源:榕意旅游网
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中国组织工程研究与临床康复第11卷 朋2007-04—08出版 JournalofClinicalRehabilitative TissueEngineenngResearch April8,2007 Vo/.11,No.14 。 彀等|; l l_ _ l lll_ | l_ | l。一 l 1人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与白细胞介素1 I3的 相关性★ 张清华’,夏爱祥’,蒋知新 ,黄平。,方效民’,王志津。,宋成运。,赵婷。 ’Center of Gereology, Association between interleukin-I beta and matrix metalloproteinase 3 in human coronary arterial smooth muscle cells Abstract ℃entraI Labomto ̄7. 3Sixth Department oF InternaI Medicine.the 305 HospilaI of AⅡ :To observe the association between interleukin.1 13(IL.1 13) and matrix metalloproteinase・3(MMP-3) gene Chinese PLA.Belling 100017.China expression in human coronary arterial smooth muscle cells. METHODS:The experiment was performed in the CentraI Laboratory of Senile Disease.305 Hospital of Chinese PLA fr0m Mav 2005 to August 2006.Human coronary arteriaI smooth muscle cells of the fifth to seventh passage were seeded in 25 cm0 tissue culture flasks at 2.5xl00 cells/L.and the medium was changed 24 hours Iater.When the cells reached 80%confluence.( ̄the supernatant and cells were ocllected after the cells were culture in 20 p,g/L IL-1 13 for O, 2,4,8,24 and 36 houm;( he cells were collected after cultured in IL.1 13 of 0,5,20 and 40 p,g/L for 6 hours.TotaI RNA was extrac【ed fr0m the cells with TRIzoI Reagent. and the concentration and purity of RNA were defected with violet spectrophotometer.The quality of RNA was analyzed with 1 2 g/L gelatin imaging system.Real・time quantitative PCR was performed On RNA to detect MMP-3 gene expression in cells. REsULTS:( ̄Quality and purity of totaI RNA:The absorbance ratio of A260 /42加 of 4 p,L sample diluted to 400 p,L was between 1.8 and 2.0.indicating the purity of RNA was high;the bands of 18 S and 28 S were cleady observed at the electropherogram without difusion,indiacting the quality of RAN was be ̄er.②Expressions of target gene:In the same ocncentration of IL-1 13,the gene expression began to up-regulate at 2 hour,which reached the peak at 8 hour,then began to descent;in different concentmtions of IL-1 13.gene expression was up-regulated with the dose increase of IL-1 13 (r=0.904,P=O.000).There were no signiifacnt difefence in the gene expression between 20 p,g/L.and 40 p,g/L IL・1 13(P =O.1 54),and there were significant diferences among other groups(P<0.O5). C0NCLUS10N:Inflammatory factor I L.1 13 could promote the gene expression of MMP.3 as the stable marker in human coronary artenaI smooth muscle cells. and ft may be one of the mechanisms of fnflammation fn acute coronary syndrome. Zhang QH,Xia AX,Jiang ZX.Huang P,Fang XM.Wang ZJ,Song CY。Zhao T.Association between interleukin・1 beta and matrix metalloproteinase 3 in human coronary afledal smooth muscle cells.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2007;1 1 (14):2617・2620(China) [www.zglckf.comlzglckflejoumallupfileslO7-14114k-2617(ps).pdf] 摘要 目的 观察人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与炎症因子白细胞介素113的关系。 方法:实验于2OO5一O5,20O6一O8在解放军第三。五医院老年病中心实验室完成。人冠状动脉平滑肌实验用5~7代的细胞,按 2.5xl0。L-1密度接种于25 cm 的培养瓶中,24 h后换液,生长接近8O%融合时进行如下处理:①20 p,g/L质量浓度白细胞介 素113培养0,2,4,8,24,36 h后收集上清夜和细胞。②不同质量浓度(0,5,20,40 p,g/L)白细胞介素113处理6 h后收集上清 液和细胞。采用细胞总RNA TRIzol试剂提取RNA,在紫外分光光度计确定总RNA的浓度和纯度,并在12 g/L的琼脂糖凝胶 中电泳,凝胶成像分析RNA的质量。应用实时荧光定量聚合酶链反应的方法检测细胞内基质金属蛋白酶3基因的表达量。 结果:①细胞总RNA质量及纯度:每份样品取4 L稀释至400 p,L测定其 。o aon 吸光度比值均在1.8~2.0之间,说明所 提RNA纯度较高;电泳图片上可见RNA清晰的18 S和28 S的条带,无弥散,说明RNA质量较好。②目的基因的表达量:同 剂量白细胞介素113作用下,基质金属蛋白酶3基因的表达量在2 h时开始发生上调,8 h达高峰,而后开始下降;在不同剂量 白细胞介素113作用下,基质金属蛋白酶3基因的表达量在实验刺量范围内随着白细胞介素113的剂量加大呈上升趋势(r= 0.904,尸:O.000),20 p,g/L和40 p,g/L白细胞介素113作用下,基质金属蛋白酶3基因的表达量差异无显著性(尸=O.154),其 余各剂量问基质金属蛋白酶3基因的表达量差异均有显著性(尸<0.05)。 结论:炎症因子白细胞介素113能促进冠状动脉平滑肌细胞中斑块稳定相关标记物基质金属蛋白酶3的表达,可能是炎症在急 性冠状动脉综合征发生发展中的作用机制之一。 关键词:冠状动脉疾病;白细胞介素1;基质金属蛋白酶类 张清华,夏爱祥,蒋知新,黄平,方效民,王志津,宋成运,赵婷.人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与白细胞介素1B的相关性【J】.中国 组织工程研究与临床康复,2007,1 1(14):2617・2620 [www.zglckf.comlzglckflejournallupfilesl07・14/14k・2617(ps).pdtl 常重要的作用。本实验应用炎症因子白细胞介 0引言 素113刺激冠状动脉平滑肌细胞,观察其中基 质金属蛋白酶3的表达变化。 大量研究表明急性冠状动脉综合征的发—— 生和不稳定斑块的破裂有关,不稳定斑块具有 1 材料和方法 较薄的细胞外基质,而基质金属蛋白酶3能降 解细胞外基质,在不稳定斑块的形成中有着非 设计:单一样本观察。 沈阳1200邮政信箱110004 kf23385083@s ̄a.com w'ww.zglckf.com Zhang Qing-hua, Chief physician. Professor,Tutor of doctor. Center of Gereology.the 305 HospitaI of Chinese PLA. Belling 100017.China xprodigal@163 com Supported by:the Medical HeaRh Planning of the Army Force dudng the Tenth.Five-Year penod.No.04LX048 Rece Jved:20O6—1 0-12 Acce}pted:2007-01-09 解放军第三0五医 院,’老年病中 , 中 实验室。’内 六科.北京市 100017 张清华,男,1950年 生.江苏省泗阳县 人。汉族,1976年山 西医学院毕业,主任 医师,教授,博士生 导师,主要从事I心血 管疾病的研究。 xprodigal@163.com 全军医药卫生“十 五”计划课题 (04LX048) 中圈分类号:R543 3 文献标识码:A 文章编号:1673-8225 f2007)14-02617-04 收稿日期:2006-10・12 修日日期i2007-01-09 (06-50-9-7368/W・LL) 2617 维普资讯 http://www.cqvip.com

ISSN 1673.8225 CN 21-1539/R 张清华,等.人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与白细胞介素 的相关性 ww ̄.7_#lckf.com kf23385083@sina.com 诵暂 研究已 单位:解放军第三。五医院老年病中心。 胶成像分析。 2 mL离心 蓑盖袭 豢蠢器 材料:实验于2005—10/2006—08在解放 cDNA的合成:①在无菌的0.靠霉量萎毒 军第三。五医院老年病中心实验室完成。细 管中准备RNN引物混合物:RNA 5 L+ /L的dNTP 1 ̄L+500 mg/L的Oligo 裴嚣 胞:人冠状动脉平滑肌细胞(HCASMC, 10 mmoldT)1 L+DEPC处理H2O 5 L。②65℃温 孝前 临 毒 Casecade公司)。试剂:231培养基及添加剂、 (n,然后冰上放置1 min。⑧准备以下反 和急性冠状动脉 胰酶(casecade公司),白细胞介素1 13 育5 mi藉 , 妻(PeProtech公司),TRIZOL Reagent 应混合物,按所示顺序添加各组分:5×RT fer4 L+0.1 mol/L的DTT 2 ̄L+40 U/I ̄L 参攀囊蓄昱 (Invitrogen,USA)、Set of dATP,dCTP, BufInhibitor 1 L。④将7 L的反应混合物 蓑鍪 砻dGTP,dTTP(Promega,USA)、Oligo(dT) RNase 成纤溶酶原激活 15-18 Primer(上海生工生物科技有限公司)、 加至每个RNN引物混合物中,轻轻混匀,37℃ 差差曩 爨蓉M.MLV Reverse Transcriptae(I nvitr0gen, 温育2 min。⑤每管加入1 p,L(200 U/I ̄L)的 n 鸳 蓁 羹USA)、RNasin Ribonuclease Inhibitor M-MLv反转录酶,混匀,37℃温育50 min终止反应,冰浴。⑥最后每管 薯 釜雾鐾善(Promega,USA)、Taq DNA Polymerase 后,70℃、15 mi影响。 (TaKaRa,Japan)、Agarose (Promega, 加入1 L RNase H(2 U/I ̄L),并于37℃温 USA)、溴化乙锭(Sigma,USA)、Loading 育20 min。 Buffer(TaKaRa,Japan)、SYBR Green PCR 荧光定量聚合酶链反应:基质金属蛋白酶 Master Mix试剂盒(Applied Biosystems, 3引物应用软件(primer5和oligo6)自行设 USA)。仪器: MCO-17AICO2恒温培养箱 计,长度为186 bp,F:5’-TAT GGA CCT 5’.AGG TTC (SANYO,Japan)、CK2型倒置显微镜 CCC CCT GAC TCC.3’,R:(Olympus,Japan)、细胞超净工作台(北京昌 AAG CTT CcT GAG G-3’;看家基因 平长城空气净化工程公司)、Ultrospec (GAPDH长度)为108 bp,F:5’一CAT CCA R:5’.CCA 3100pm型紫外分光光度计(Amersham TGA CAA CTT TGG TAT C.3’,Pharmacia Biotech,UK)、DYC一31 D型电泳仪 TCA CGC CAC AGT TTC-3’(北京赛百胜科 (北京六一仪器厂)、GEL—DOC2000型紫外凝 技有限公司制备合成)。反应体系(20 L)如 胶成像系统(Bio—Rad,USA)、PTC200 PCR 下:2×SYBR Green聚合酶链反应Master Mix 扩增仪(MJ,UsA)、7500型实时荧光定量聚 10 L+基质金属蛋白酶3上下游引物各1 L+ 合酶链反应仪及分析软件SDS(Applied cDNA 2 L+DEPC处理蒸馏水6 L,短暂 Biosystems,USA)。 离心后在7500型实时荧光定量聚合酶链反应 设计、实施、评估者:设计、实施为第一、 仪上进行扩增。反应条件:50℃2 min,95℃ n,(95℃15 s+60℃1:05 min)x50循 二、三作者,全部作者参加评估,均受过专业培 10 mi训。 方法: ’ 环。 主要观察指标:④细胞总RNA质量及纯 统计学分析:应用SPSS 10.0软件进行 细胞培养及处理:人冠状动脉平滑肌细胞 度。②目的基因的表达量。 在37℃、体积分数为0.05的CO 条件下常规 培养。实验用5-7代的细胞,按2.5xl0。L 密 分析,所得数据用I+s表示,多组间比较用单 度接种于25 cm 的培养瓶中,24 h后换液,生 因素方差分析检验,两两比较应用SNK法检 长接近80%融合时进行如下处理:①20 I ̄g/L 验,并进行spearman相关分析,P<0.05为 质量浓度白细胞介素1B培养0,2,4,8,24, 差异有统计学意义。 36 h后收集上清夜和细胞。②不同质量浓度 (0,5,20,40 I ̄g/L)白细胞介素1B处理6 h后 2结果 收集上清液和细胞。 细胞总RNA提取:采用细胞总RNA 2.1 细胞总RNA质量及纯度检验①每份 TRIZ0I试剂提取RNA,严格按照试剂说明书 样品取4 L稀释至400 p,L测定其 60 进行提取。取少量提取RNA在紫外分光光度 80 吸光度比值均在1.8~2.0之间,说明所 计260 nm和280 nm下确定浓度和纯度,并 提RNA纯度较高。②取稀释后的RNA 1 L 在12 g/L的琼脂糖凝胶中电泳,然后进行凝 与Loading Buffer混匀后,在10 g/L的琼脂糖 2618 P O.Box 1200.Shenyang 1 10004 kf23385083;@sina.com WWW.zglckf.COm 维普资讯 http://www.cqvip.com

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ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R 张清华,等.人冠状动脉平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3与白细胞介素1B的相关性 v4wKzg/ ̄.com kf23385083@sina,com 用减弱,导致斑块趋向于不稳定化并最终破裂,引发急 察冠状动脉平滑肌细胞中基质金属蛋白酶3表达量的 性冠状动脉综合征。基质金属蛋白可根据其酶的底物 变化。结果有助于对炎症在急性冠状动脉综合征发生 敏感性不同分4类:①间质胶原酶(基质金属蛋白酶1, 发展中重要作用机制的认识,降解细胞外基质的重要 8,13,18)主要降解胶原纤维(I、Ⅱ、Ⅲ型胶原)。②明 酶系——基质金属蛋白酶可能是其作用途径之一。 胶酶(基质金属蛋白酶2,9)主要降解弹性蛋白及基底 膜的主要成分Ⅳ型胶原。③问质溶解素(基质金属蛋白 4参考文献 酶3,7,10,11,12)可降解多数细胞外基质成分,包括 蛋白多糖、层粘连蛋白、纤维粘连蛋白。④膜型金属蛋 白酶(基质金属蛋白酶14,15,16,17),能直接降解几 种细胞外基质成分。在众多的基质金属蛋白酶中,基质 金属蛋白酶3显得尤为重要,因为其底物广泛,可以单 1 Ramin R. Eric JT. Strategies to achieve coronary artedaI plague stablization.Cardiovasc Res 1999:41:402417 2 3 Davies MJ.Pathophysiology of acute coronary syndrome.Heart 2000; 83(4):361・366 Ding SF。Zhang Y,Zhang M,et a1.The role of atherosclerotic plaque stability and inflammation in the pathogenesis of acute coronary syndrome Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi 2006;34(6):512-514 4 Zhou ZX.Qiang H,Ma A0。el al_Measumment pedpheraI blood index related to inflammation and ox-LDL.ox-LDLAb in patients with coronary 独降解构成细胞外基质的大部分成分,同时又可以激 活基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶8、基质金属蛋 heart disease and its clinicaI significance.Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi 白酶9的活性” ,共同参与细胞外基质的降解过程。基 质金属蛋白酶3与能够激活的其他酶原形成一正反馈 环,在基质金属蛋白酶家族激活过程中具有关键作用。 刘丹等”5】研究发现基质金属蛋白酶3水平在急性冠状 动脉综合征患者中显著升高。 1999年ROSS[ l提出动脉粥样硬化是炎症性疾 病,炎症在不稳定斑块的发生、演变及破裂过程中起着 至关重要的作用[16,17]。尸检发现在不稳定或破裂的动脉 粥样斑块内聚集着泡沫细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和肥 Xue Ban 2006;31(2):258-262 5 Li J.Zhao SP,Peng DQ。et a1.Changes and relations of soluble plasma CD40L and matrix metalloproteinase-9 Ievels in patients with coronary heart disease.Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban 2004;29(5): 517.520 6 Fitzsimmons PJ,Forough R。Lawrence ME,et a1.Udnary Ievels of matrix metalloproteinase 9 and 2 and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase in patients with coronaⅣ artery disease Atherosclerosis 2006;28 7 Furuholm J, Sorsa T, Qvamstrom M, et a1. Salivary matrix metalloproteinase-8 in patients with and without coronary heart disease may indicate an increased susceptibi¨Iv to peridontoaI dieasse. J Peridontoal Res 2006;41(5):486-489 8 单岩,徐析,单菲.血清MMP-2、MMP-9水平对急性冠状动脉综合征的诊断 及预后判断价值【J】.第三军医大学学报,2005,27(18):1909 9 Zeng B,Prasan A,Fung KC,et a1.Elevated circulating levels of matrix 大细胞,其中巨噬细胞数目不稳定斑块是稳定斑块的 4倍”。 ;在斑块最易于破裂的肩部,炎症细胞浓度最 高,均提示炎症导致斑块不稳定,易破裂” 。研究发现 不稳定斑块内的泡沫细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和肥大 metalloproteinase-9 and-2 in patients with symptomatic coronary artery disease.Intern Med J 2005;35(6):33133.33135 10 Tayebjee MH,Nadar S,Blann AD.et a1.Matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase.1 in hypertension and their relationship to cardiovascular risk and treatment: a sub-study of the Anglo-Scandinavian Cardiac Outcomes TriaI(ASCOT).Am J Hypertens 2004;17(9):764—769 1 1 Huang J,Wang MH,Peng XP,et a1.Effects of Xuezhikang on serum Ievels of high sensitie-C rveactive protein. matrix metalloproteinase-9 and lioprpotein in patients with acute coronary syndrome. Zhongguo 细胞等炎症细胞聚集【20l,分泌的致炎因子如白细胞介 素1,6,8,肿瘤坏死因子0【,^y一抗干扰素,P一选择素,细 胞黏附分子1等加速了动脉粥样硬化的过程。且白细 胞介素113、白细胞介素6等炎症标志物在斑块内的表 达也明显升高,甚至在全身血循环中的浓度也会升高。 本实验应用不稳定斑块中最常见的炎症因子白细胞介 素113刺激人冠状动脉平滑肌细胞,结果表明炎症因子 能够在基因转录水平上调人冠状动脉平滑肌细胞中基 质金属蛋白酶3的表达,并且呈剂量依赖效应。结果提 示不稳定斑块中炎症因子和炎症反应的存在可能是基 Zhong Xi Yi Jie He Za Zhi 2006:26(3):221-223 12 Dong SH.Wan JM,Luo LJ。et a1.The effects of 40 mg atorvastatin on serum lipids. inflammatory markers and cliniaIc events in ACS patients post PCI.Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi 2006;34(4): 353-356 1 3 Deng P,Zhao SP,Huang HG,et a1.Signiifance and cexpression of cyclooxygenase-2 mRNA in POdpheral blood monocytes in patients with acute coronary syndrome. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban 2005;30f4):403-406 14 Galis ZS,Sukhova GK,Kranzhofer R,et a1.Macrophage foam cells fom experirmental atheroma constitutively produce matrix.degrading proteinases.Proc NatI Acad Sci USA 1995:92【2):402-406 15 刘丹,张清华,蒋知新,等.超敏C反应蛋白、MMP-3与TIMP-1在急性冠状 动脉综合征的表达【J】.实用医药杂志,20o6,22(4):296-298 16 Ross R. Atherosclerosis-an inflammatory disease. New EngI J Med 质金属蛋白酶表达上调的原因。正常的纤维帽主要由 血管平滑肌细胞分泌的胶原和基质构成,在不稳定斑 1999;40f32):1 15-126 17 Biasucci LM.Colizzi C.Rizzello V.et a1.Role of inflammation in the pathogenesis of unstable coronary artery diseases. ScandJ C¨n Lab 块中存在的炎症因素刺激斑块和血管结合部位的血管 18 Invest 1999;59(S2301:12-22 Newby AC. Zaitsman AB. Fibrous cap formation or destruction the 平滑肌细胞表达基质金属蛋白酶3,自身及被其激活 的基质金属蛋白酶降解细胞外胶原和基质,使斑块纤 维帽变薄,导致斑块不稳定性增加,进而破裂引起急性 冠状动脉综合征发病,可能是其作用机制之一。 本实验体外模拟不稳定斑块的局部炎症条件,观 critiaIicmportance of vascular smooth muscle celI proliferation migration and matdx formaUon.Cardiovasc Res 1999;41:345-360 19 Kaartinen M,Penttila A。Kovanen PT.Accumulation of activated mast cells in the shoulder region of human coronary atheroma。16e9-1678 the predilection site of atheromatous rupture. Circulation 1994;90【4): 20 陈翔,廖玉华.炎症与动脉粥样硬化【J】.中华心血管病杂志,2004,32(5): 475.476 2620 P.O.Box 1200.Shenyang 110004 kf23385083@sina.com www.zglckf.com 

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