虎杖苷调节YAP1/TAZ信号通路对缺氧性肺动脉高压新生大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖与凋亡的影响

目的 探究虎杖苷(PD)对缺氧性肺动脉高压(HPH)新生大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖与凋亡的影响及其作用机制。方法 将新生大鼠随机分为6组:对照组、模型组、PD低剂量组、PD中剂量组、PD高剂量组、PD高剂量+Hippo通路抑制剂(PD高剂量+XMU-MP-1)组,每组10只。缺氧2周后,检测各组大鼠右心室收缩压(RVSP)和右心室肥厚指数(RVHI),苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织病理学变化,并计算肺动脉管壁厚度占总厚度的百分比(WT%)和管壁面积占总面积的百分比(WA%)。分离各组新生大鼠PASMCs,分为NC组、低氧(Hypoxia)组、PD低剂量组、PD中剂量组、PD高剂量组、PD高剂量+XMU-MP-1组。CCK-8和EdU检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡,免疫印迹(Western blot)检测肺组织和PASMCs中Yes相关蛋白1(YAP1)、PDZ结合域的转录共刺激因子信号通路(TAZ)、哺乳动物不育系20样激酶1(MST1)、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关蛋白(Bax)蛋白表达。结果 与对照组相比,模型组大鼠肺动脉管壁明显增厚,管腔变窄,RVSP、RVHI、WT%、WA%、YAP1、MST1、TAZ蛋白表达显著升高(均P<0.05);与模型组相比,PD低、中、高剂量组大鼠肺动脉增厚减少,管腔变大,RVSP、RVHI、WT%、WA%、YAP1、MST1、TAZ蛋白表达显著降低,且PD各组间差异存在剂量依赖性(均P<0.05);XMU-MP-1可逆转这一结果。与NC组相比,Hypoxia组细胞A_(450nm)值、EdU阳性率、YAP1、MST1、TAZ、Bcl-2蛋白表达显著升高,凋亡率、Bax蛋白表达显著降低(均P<0.05);与Hypoxia组相比,PD低、中、高剂量组细胞A_(450nm)值、EdU阳性率、YAP1、MST1、TAZ、Bcl-2蛋白表达显著降低,凋亡率、Bax表达显著升高,且PD各组间有剂量依赖性(均P<0.05);XMU-MP-1可逆转这一结果。结论 PD可能通过抑制YAP1/TAZ信号通路抑制HPH新生大鼠PASMCs增殖,促进凋亡。

Nrf2调控的氧化应激在Adropin抑制低氧肺动脉平滑肌细胞增殖中的作用研究

目的 观察Adropin对低氧诱导的SD大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖及氧化应激的影响,并探讨其可能机制。方法 以1%的O_(2)作为诱导剂,建立PASMCs增殖及氧化应激的细胞模型,通过活性氧(ROS)激活剂H_(2)O_(2),抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)及不同浓度Adropin(100、300、1000 nmol·L^(-1))干预24 h后,检测细胞增殖及ROS,筛选Adropin抑制增殖及氧化应激的最适浓度。选择1000 nmol·L^(-1) Adropin和/或核因子E2相关因子2(Nfr2)抑制剂ML385在低氧条件下孵育PASMCs 24 h,并设置Nrf2激活剂富马酸二甲酯(DMF)作为阳性对照组,通过CCK-8试剂盒检测细胞增殖;DCFH-DA探针联合荧光酶标仪测定细胞内ROS的水平;试剂盒检测细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)的水平;流式细胞仪检测细胞周期;Western blot检测Nrf2、细胞周期蛋白(Cyclin)D1、Cyclin E的表达。结果 与对照组相比较,H_(2)O_(2)及低氧均能够诱导PASMCs增殖及ROS生成,而不同浓度的Adropin(100、300、1000nmol·L^(-1))和NAC均可抑制低氧诱导的PASMCs增殖及ROS产生,且Adropin抑制增殖及ROS产生具有浓度依赖性。与低氧组相比较,DMF或Adropin(1000 nmol·L^(-1))干预后,PASMCs增殖及细胞内ROS水平下降,SOD、GPx、CAT活性增加,MDA水平下降,Nrf2表达上调(P<0.05),而ML385能够逆转Adropin的上述作用(P<0.05);DMF或Adropin能够通过抑制Cyclin D1与Cyclin E的表达,阻滞细胞周期于G_(0)/G_(1)期,从而抑制PASMCs增殖(P<0.05),而ML385能够逆转Adropin上述作用(P<0.05)。结论 Adropin可通过抑制氧化应激抑制低氧诱导的PASMCs增殖,其机制可能与激活Nrf2有关。

PI3K/Akt/FoxO1信号通路对人源肺动脉平滑肌细胞及肺动脉高压大鼠细胞凋亡的影响

目的探究磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/叉头框蛋白O1(FoxO1)信号通路对人源肺动脉平滑肌细胞(hPASMC)及肺动脉高压大鼠细胞凋亡的影响。方法细胞实验部分,将hPASMC分为4组:(1)空白对照组;(2)血小板源性生长因子-BB(PDGF-BB)组;(3)PDGF-BB+LY294002组;(4)PDGF-BB+紫杉醇(paclitaxel)组。采用TUNEL检测细胞凋亡,采用蛋白质印迹法检测Bcl-2、裂解的胱天蛋白酶-3(cleaved caspase-3)和PI3K/Akt/FoxO1信号通路相关蛋白表达水平。动物实验部分,将12只SD大鼠随机分为4组:(1)空白对照组;(2)野百合碱(MCT)组;(3)MCT+LY294002组;(4)MCT+paclitaxel组。采用Western blot检测Bcl-2、cleaved caspase-3和PI3K/Akt/FoxO1信号通路相关蛋白表达水平。结果细胞实验部分:相比于PDGF-BB组,PDGF-BB+LY294002组与PDGF-BB+paclitaxel组的Bcl-2表达水平下降(P<0.01),cleaved caspase-3表达水平上升(P<0.01);相比于空白对照组,PDGF-BB+LY294002组与PDGF-BB+paclitaxel组的凋亡率增加(P<0.01)。动物实验部分:相比于MCT组,MCT+LY294002组与MCT+paclitaxel组Bcl-2、磷酸化Akt与磷酸化FoxO1表达水平下降(P<0.01),cleaved caspase-3与FoxO1表达水平上升(P<0.01)。各组之间PI3K表达水平无显著差异。结论PI3K/Akt/FoxO1信号通路抑制hPASMC与肺动脉高压大鼠肺组织的细胞凋亡。

吲哚-3-甲醇通过抑制mTOR/HIF-1α信号通路减弱低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖

目的观察吲哚-3-甲醇(I3C)对低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖的作用。方法采用0.2%Ⅰ型胶原酶消化分离SD大鼠PASMCs,以低氧(1%O2)作为诱导剂,建立PASMCs增殖的细胞模型,以不同浓度的I3C(25、50、100、200μmol·L^(-1))干预24 h,检测细胞增殖及存活率;设置哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂rapamycin或缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)抑制剂LW6为阳性对照组,以100μmol·L^(-1 )I3C,HIF-1α稳定剂DMOG或mTOR激活剂MHY1485干预24 h后,CCK-8试剂盒检测细胞增殖;流式细胞仪检测细胞周期;Western blot检测HIF-1α、总的mTOR及磷酸化的mTOR和细胞周期调控相关蛋白的表达,确定I3C抑制PASMCs增殖的作用机制。结果25~100μmol·L^(-1 )I3C抑制低氧诱导的PASMCs增殖的作用具有浓度依赖性(P<0.05),而100μmol·L^(-1)与200μmol·L^(-1 )I3C抑制细胞增殖的作用无明显差异,且I3C无明显细胞毒性作用。I3C(100μmol·L^(-1))与LW6均可抑制低氧诱导的PASMCs增殖,阻滞细胞周期于G0/G1期,抑制HIF-1α、细胞周期蛋白(Cyclin)D1、Cyclin E、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)2、CDK4和CDK6的表达(P<0.05),且DMOG能够逆转I3C的上述作用(P<0.05)。另外I3C与rapamycin在抑制低氧诱导的PASMCs增殖与mTOR/HIF-1α信号通路活化方面作用相似,且MHY1485能够逆转I3C抑制细胞增殖及mTOR/HIF-1α信号通路活化的作用(P<0.05)。结论I3C可通过抑制mTOR/HIF-1α信号通路减弱低氧诱导的PASMCs增殖。

POSTN通过ERK1/2信号通路诱导肺动脉平滑肌细胞增殖

目的探索骨膜蛋白(periostin,POSTN)诱导肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cell,PASMC)增殖在缺氧诱导肺动脉高压(hypoxia-induced pulmonary hypertension,HPH)发病中的作用及其机制。方法取自雄性大鼠的原代PASMC暴露于缺氧环境模拟HPH,将细胞分为常氧组、缺氧组、缺氧+对照腺病毒转染组(Ad-shNC组)、缺氧+POSTN沉默腺病毒转染组(Ad-shPOSTN组)、POSTN组、POSTN+U0126组。采用α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)评估PASMC的纯度,CCK-8法检测细胞活力,Western blot法检测PASMC中POSTN、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、骨形态发生蛋白Ⅱ型受体(bone morphogenetic protein typeⅡreceptor,BMPR2)、磷酸化的细胞外信号调节激酶1/2(phosphorylated extracellular signal-regulated kinase 1/2,p-ERK1/2)及细胞外信号调节激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)的蛋白表达水平。结果与常氧组比较,缺氧促进PASMC增殖和POSTN蛋白表达,抑制BMPR2蛋白表达。下调POSTN表达可抑制缺氧诱导的PASMC增殖,恢复BMPR2蛋白表达水平。此外,POSTN明显增加p-ERK1/2或ERK1/2的蛋白表达水平,增加PASMC增殖,而这些效应可被U0126阻断。结论在HPH病理机制中,POSTN促进PASMC增殖,其潜在的机制可能与调节BMPR2表达和活化ERK1/2信号通路有关。

lncRNA在肺动脉高压血管平滑肌细胞中的作用

肺动脉高压(pulmonary hypertension, PH)是一种病因复杂的进行性疾病,目前仍无法治愈,其病理特征主要是肺血管明显重构、肺动脉压力升高及右心室肥厚。长链非编码RNA (lncRNA)是一类长度超过200 nt不具有编码蛋白能力的RNA。近年来,越来越多的研究发现lncRNA在PH发生机制中发挥重要作用。抗凋亡、过度增殖和迁移是肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)失调导致血管重构的主要机制,而血管重构是PH发病机制的关键因素。本文主要概述在PH中调节PASMCs功能的lncRNA及其作用机制。

NO缓释纳米粒子PEG-b-PAASNO对肺动脉平滑肌细胞的影响

目的:探讨一氧化氮(NO)供体聚合物胶束PEG-b-PAASNO(PSNO)对肺动脉平滑肌细胞(PASMC)的影响。方法:构建PSNO并检测体外释放NO水平。分离并培养大鼠PASMC,CCK8确定PSNO安全浓度范围和有效作用浓度。设立空白对照组、PSNO(250 ng·mL^(-1))组(PSNO组)、血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB,15 ng·mL^(-1))组(BB组)和PDGF-BB+PSNO(15 ng·mL^(-1)PDGF-BB+250 ng·mL^(-1)PSNO)组(BB+PSNO组),用5-乙炔基-2′脱氧尿嘧啶核苷(EDU)实验、划痕实验和Transwell实验评估PSNO对PASMC增殖、迁移能力的影响,免疫印迹法评估PASMC增殖、收缩、细胞周期相关蛋白[增殖细胞核抗原(PCNA)、钙调蛋白(calponin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、细胞周期蛋白D1(cyclin D1)、周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)]的表达水平。组间比较采用one-way ANOVA分析。结果:成功构建稳定释放NO的纳米聚合物胶束PSNO,连续释放NO超过48 h,效应呈时间-剂量依赖性。PSNO质量浓度为250 ng·mL^(-1)时有效抑制PDGF-BB诱导的PASMC增殖、迁移;与BB组相比,BB+PSNO组PCNA、calponin、α-SMA、cyclin D1和CDK2蛋白表达水平降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:成功构建一种可以稳定释放NO的纳米聚合物胶束PSNO,其有效释放NO超48 h,功能上阻滞PASMC增殖、迁移,并降低PASMC收缩、细胞周期相关蛋白表达水平。

尼古丁上调Cx43促发PASMCs炎性反应致小鼠肺动脉重构的机制

目的研究缝隙连接蛋白43(connexin43,Cx43)介导肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)炎性反应在尼古丁致小鼠肺动脉重构中的作用机制。方法5周龄雄性C57BL/6J小鼠、Tagln-Cre(+);Cx43^(flox/WT)小鼠各32只,分别随机分为对照组(灭菌注射水)、0.02、0.2和2.0 mg/(kg·d)尼古丁组,每组8只。小鼠按体重每天固定时间进行一次鼻腔滴注,持续8周。染毒结束后,通过HE染色观察各组小鼠肺动脉重构情况;采用磁性分离法培养C57BL/6J、Tagln-Cre(+);Cx43^(flox/WT)小鼠原代远端PASMCs;通过Western blot法检测小鼠PASMCs中Cx43、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin 1β,IL-1β)和白细胞介素-6(interleukin 6,IL-6)蛋白表达水平。结果与C57BL/6J小鼠对照组相比,尼古丁染毒组C57BL/6J小鼠体重总体呈现增长趋势,且随着尼古丁浓度增加,体重增长变缓。小鼠远端肺动脉出现管壁增厚、管腔狭窄等典型的动脉重构病理特征,Cx43表达上调且呈剂量依赖性关系。Tagln-Cre(+);Cx43^(flox/WT)小鼠HE染色结果显示其肺动脉管壁增厚和管腔狭窄现象有所缓解,且PASMCs中上述炎性反应因子表达减少。结论Cx43表达下调可缓解尼古丁诱导的小鼠远端PASMCs炎性反应,从而改善小鼠肺动脉重构。

低氧预处理脐带间充质干细胞源外泌体抑制肺动脉平滑肌细胞的增殖

背景:已有研究表明外泌体可以改善低氧性肺动脉高压,而且不同来源、不同环境的外泌体功能存在显著差别。低氧预处理脐带间充质干细胞来源外泌体对大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响尚不清楚。目的:探讨低氧预处理人脐带间充质干细胞来源外泌体对低氧诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响。方法:采用组织贴壁法分离培养原代人脐带间充质干细胞,用超滤法提取人脐带间充质干细胞来源外泌体;采用组织消化法分离大鼠肺动脉平滑肌细胞,用CCK-8法测定不同质量浓度外泌体干预肺动脉平滑肌细胞不同时间后的细胞增殖抑制率,确定外泌体作用的适宜质量浓度和干预时间。将第3代肺动脉平滑肌细胞分为常氧对照组、低氧对照组、低氧+常氧外泌体处理组和低氧+低氧外泌体处理组,EdU法检测各组细胞增殖情况,Western blot检测各组细胞核增殖抗原蛋白表达水平。结果与结论:①与常氧对照组相比,低氧对照组肺动脉平滑肌细胞增殖能力明显增加;与低氧对照组相比,低氧+常氧外泌体组细胞增殖能力下降,且低氧+低氧外泌体组增殖能力下降更明显;②与常氧对照组相比,低氧对照组细胞的细胞核增殖抗原蛋白表达升高;与低氧对照组相比,低氧+常氧外泌体组细胞核增殖抗原蛋白表达水平稍微降低,低氧+低氧外泌体组细胞核增殖抗原蛋白表达水平明显降低;③结果表明,低氧预处理人脐带间充质干细胞来源外泌体具有抑制肺动脉平滑肌细胞增殖的能力。

低氧对牦牛肺动脉平滑肌细胞增殖及氧化应激损伤作用的影响

【目的】通过研究低氧环境对牦牛(Bos grunniens)肺动脉平滑肌细胞(pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs)增殖及氧化应激损伤的影响,初步探究牦牛肺动脉平滑肌对低氧的适应性特点。【方法】分离纯化并利用α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)鉴定牦牛PASMCs。试验分为常氧组和低氧组,采用CCK-8法检测牦牛PASMCs在低氧和常氧状态下0、2、4、6、12、24、48、72、96、120 h的增殖效率;采用ELISA法检测常氧组和低氧组培养24、48、72、96 h细胞培养上清液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、肌酸激酶(creatine kinase,CK)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的蛋白浓度。【结果】细胞鉴定结果表明,95%以上的细胞均能表达α-SMA,即分离纯化所得细胞为牦牛PASMCs。CCK-8结果表明,低氧组在72、96、120 h细胞增殖倍数极显著低于常氧组(P<0.01);低氧组和常氧组在72 h的细胞增殖倍数均极显著高于48 h(P<0.01),表明牦牛PASMCs在72 h出现增殖高峰,且长时间的低氧环境能够降低牦牛PASMCs增殖效率。ELISA检测结果表明,与常氧组相比,低氧组牦牛PASMCs培养上清液中LDH蛋白浓度在72 h极显著上调(P<0.01);SOD蛋白浓度在72、96 h均极显著或显著上调(P<0.01;P<0.05);CK蛋白浓度在48、72 h均显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01);MDA蛋白浓度在72 h显著上调、96 h显著下调(P<0.05)。在低氧条件下,各时间点上清液中LDH、SOD蛋白浓度差异不显著(P>0.05),CK、MDA蛋白浓度在24、48和72 h均显著高于96 h(P<0.05)。在常氧条件下,上清液中LDH蛋白浓度在48 h显著高于24、72 h(P<0.05);SOD蛋白浓度在24、48 h均显著高于72、96 h(P<0.05);CK蛋白浓度在24 h显著高于72、96 h(P<0.05);MDA蛋白浓度在48 h显著高于72 h(P<0.05)。【结论】长时间低氧能够增强牦牛PASMCs氧化应激反应和细胞损伤,抗氧化作用减弱,细胞增殖效率显著降低,LDH、SOD、CK和MDA 4种蛋白在低氧条件下牦牛PASMCs损伤与抗损伤以及抗氧化中发挥重要调节作用,这可能与牦牛肺脏血管的低氧适应性有关。

PPARδ的激活通过抑制糖酵解减轻PDGF-BB诱导的肺动脉平滑肌细胞表型转化

目的:探讨过氧化物酶体增殖物激活受体δ(PPARδ)激动剂GW501516对血小板源性生长因子BB(PDGF-BB)诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)表型转化和糖酵解的影响及其机制。方法:以20μg/L PDGFBB作为诱导剂,建立PASMCs表型转化及糖酵解的细胞模型,通过GW501516或糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖(2-DG)干预24 h,检测PASMCs表型和糖酵解的变化。设置缺氧诱导因子1α(HIF-1α)抑制剂LW6为阳性对照组,通过GW501516和(或)HIF-1α稳定剂二甲基草酰甘氨酸(DMOG)干预24 h,测定细胞外乳酸含量及葡萄糖摄取量的变化;检测PPARδ、血管平滑肌细胞表型标志蛋白、HIF-1α及糖酵解相关蛋白表达,探讨GW501516抑制PASMCs表型转化及糖酵解的机制。结果:PDGF-BB刺激可抑制PASMCs内PPARδ表达,而GW501516处理可促进PPARδ表达(P<0.05)。GW501516上调PASMCs收缩表型标志蛋白平滑肌22α蛋白(SM22α)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达,下调合成表型标志蛋白波形蛋白(vimentin)和骨桥蛋白(OPN)表达,减少细胞外乳酸生成,抑制细胞对葡萄糖的摄取(P<0.05),而2-DG在抑制PASMCs表型转化及糖酵解方面的作用与GW501516相似。LW6和GW501516可抑制糖酵解与细胞表型转化,抑制HIF-1α、葡萄糖转运体1(GlUT1)、丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)、乳酸脱氢酶A(LDHA)和单羧酸转运体蛋白4(MCT4)表达,同时促进丙酮酸脱氢酶(PDH)表达(P<0.05),而DMOG可逆转GW501516的上述作用(P<0.05)。结论:PPARδ激动剂GW501516可通过抑制糖酵解而抑制PDGF-BB诱导的PASMCs表型转化,其机制可能与抑制HIF-1α的表达有关。

铁蛋白自噬抑制调控低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖

目的探究低氧诱导小鼠肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)游离铁减少的机制及其在PASMCs增殖和肺血管重塑中的作用。方法①体外培养原代小鼠PASMCs,分为常氧组(C)、常氧柠檬酸铁铵组(C+FAC)、常氧雷帕霉素组(C+R)、低氧组(H)、低氧柠檬酸铁铵组(H+FAC)、低氧雷帕霉素组(H+R)。C组、C+FAC组和C+R组置于常氧(21%O_(2))环境中培养48 h,H组、H+FAC组和H+R组置于低氧(1%O_(2))环境中培养48 h。C+FAC组和H+FAC组使用柠檬酸铁铵(ferric ammonium citrate,FAC)处理,C+R组和H+R组使用雷帕霉素(rapamycin)处理。检测各组细胞增殖情况,细胞内游离铁含量,铁调节蛋白(iron regulatory proteins,IRPs)、转铁蛋白受体(transferrin receptor,TFR)、铁转运蛋白(ferroportin,FPN)和铁蛋白重链(ferritin heavy chain,FTH)等铁稳态调节蛋白表达水平。②将24只C57/BL6N小鼠(雄性,6周龄,体质量18~22 g)分4组:常氧组(C-4W)、常氧高铁饮食组(C+HID-4W)、低氧组(H-4W)和低氧高铁饮食组(H+HID-4W)(n=6);H-4W组与H+HID-4W组置于模拟海拔5000 m低压低氧环境中4周。检测各组小鼠右心功能,右心室收缩压,以及肺血管重塑变化。结果与C组相比,H组PASMCs增殖活性显著增强(P<0.01),细胞内游离铁含量显著减少(P<0.01),FTH的蛋白水平显著上调(P<0.01)。与H组相比,H+FAC组PASMCs内游离铁含量显著增加(P<0.01),细胞增殖活性显著降低(P<0.01)。与H组相比,H+R组PASMCs内游离铁含量显著增加(P<0.01),细胞增殖活性显著降低(P<0.05),FTH的蛋白水平显著降低(P<0.05)。与H-4W组相比,H+HID-4W组小鼠的右心功能显著改善(P<0.01),右心室收缩压显著降低(P<0.05),右心肥厚显著减轻(P<0.01),肺动脉增厚显著抑制(P<0.01)。结论低氧通过抑制铁蛋白自噬途径,介导游离铁减少,进而促进PASMCs增殖以及肺动脉重塑。

肺动脉平滑肌细胞外泌体上调miR-106b-5p增强肺动脉内皮细胞Warburg效应促进动脉型肺动脉高压的分子机制

目的探讨肺动脉平滑肌细胞与内皮细胞的胞间通讯在促进动脉型肺动脉高压(PAH)疾病进展中的作用机制。方法采集并分离健康个体(HC)和PAH患者外周血浆中的外泌体,并对其内的miRNAs进行微阵列测定和差异表达分析。体外缺氧诱导处理原代人肺动脉平滑肌细胞(h PASMCs)和原代肺动脉内皮细胞(hPAECs),分为常氧组和缺氧诱导组。生物信息学分析miR-106b-5p和USP32的序列互作位点。腺病毒转染过表达/敲低h PASMCs内miR-106b-5p,过表达/敲低hPAECs内PKM2。双荧光素酶报告基因分析确证二者的负作用方式。Western blot法测定胞内USP32、PKM2、GLUT1、HK2、LDHA蛋白质的表达水平。结果微阵列测定和差异表达分析结果显示,与HC组相比,PAH组外周血浆中外泌体内miR-106b-5p的水平明显上调。在体外,与常氧组相比,miR-106b-5p的水平在缺氧诱导组hPASMCs上清液外泌体内明显上调,而在h PAECs细胞上清液外泌体中则无此变化。miR-106b-5p负调控USP32的表达。与miR-NC组/Inhibitor-NC组相比,在h PASMCs中miR-106b-5pmimic/miR-106b-5pinhibitor处理后,胞内PKM2、GLUT1、HK2和LDHA蛋白质表达明显增强/抑制。与shRNA-NT组/vector组相比,在hPAECs中PKM2 shRNA/PKM2-OE处理后,胞内PKM2、GLUT1、HK2和LDHA蛋白质表达明显抑制/增强(P<0.05)。结论hPASMCs通过外泌体上调miR-106b-5p增强hPAECs胞内Warburg效应,在动脉型肺动脉高压中具有潜在的促进疾病进展的作用。

三七总皂苷调控SIRT1/FOXO3a/p27通路抑制大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖

目的探讨三七总皂苷(PNS)通过SIRT1/FOXO3a/p27通路抑制大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖的作用。方法首先将PASMCs随机分为正常(Control)组和三七总皂苷(PNS)组、野百合碱(MCT)组和野百合碱+三七总皂苷(MCT+PNS)组,CCK8检测PNS对正常细胞的安全浓度,进一步检测PNS抑制增殖的最适浓度;为研究作用机制将PASMCs分为Control组、溶剂(DMSO组)组、MCT组、MCT+PNS组、MCT+PNS+SIRT1抑制剂(MCT+PNS+EX-527)组。造模结束,Edu检测细胞增殖;免疫荧光检测SIRT1、FOXO3a表达;qPCR检测细胞SIRT1、FOXO3a、p27、PCNA的表达。结果CCK8显示:0~400 mg·L^(-1)的PNS对正常细胞无毒(P>0.05),100 mg·L^(-1)的PNS可显著抑制MCT诱导的细胞增殖(P<0.01);Edu显示:MCT组较Control组增殖增多;MCT+PNS组较MCT组增殖减少;MCT+PNS+EX-527组较MCT+PNS组增殖增多。免疫荧光和qPCR显示:MCT组较Control组,SIRT1、FOXO3a、p27表达降低,PCNA表达增高;较MCT组,MCT+PNS组SIRT1、FOXO3a、p27表达增多,PCNA表达降低;较MCT+PNS组,MCT+PNS+EX-527组SIRT1、FOXO3a、p27表达降低,PCNA表达增高。结论PNS可通过SIRT1/FOXO3a/p27通路抑制大鼠PASMCs增殖。

Hoxa1通过MEK/ERK信号通路促进低氧下大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖、迁移和表型转换的研究

背景 低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary arterial hypertension,HPH)是一种以血管阻力持续性升高和血管重塑为特征的进展性疾病。研究表明Hoxa1参与血管生成过程,但Hoxa1在调控肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)中的作用尚不明确。目的 本研究旨在确定Hoxa1对PASMCs增殖、迁移和表型转化的调控作用。方法 使用Ⅱ型胶原酶消化分离培养原代大鼠PASMCs。采用1%低氧处理细胞构建低氧诱导的细胞模型,并检测24 h、48 h、72 h低氧处理的PASMCs中Hoxa1 mRNA和蛋白表达水平。采用干扰或过表达Hoxa1慢病毒下调或上调细胞中Hoxa1表达。慢病毒干扰实验分为常氧组(Normoxia)、低氧组(Hypoxia)、低氧空病毒组(Hypoxia+shRNA-NC)、低氧Hoxa1干扰病毒组(Hypoxia+shRNA-Hoxa1);慢病毒过表达实验分为对照组(Control)、过表达空病毒组(LV-NC)、过表达Hoxa1组(LV-Hoxa1)。采用EdU检测细胞增殖能力;RT-qPCR检测Hoxa1 mRNA表达;Western blot检测Hoxa1、表型转化标志蛋白、MEK/ERK信号通路蛋白表达;免疫荧光检测Hoxa1、α-actin表达;免疫共沉淀实验确定Hoxa1与MEK的相互作用。结果 成功分离培养PASMCs,并鉴定细胞表达α-SMA。低氧诱导下PASMCs中Hoxa1表达上调(P<0.05)。低氧下Hoxa1沉默抑制PASMCs增殖和迁移,而常氧下Hoxa1过表达促进PASMCs增殖和迁移(P均<0.05)。低氧下沉默Hoxa1导致Hypoxia+shRNA-Hoxa1组收缩型标志蛋白表达升高,合成型标蛋白表达降低(P<0.05)。而在常氧下过表达Hoxa1导致LV-Hoxa1组收缩型标志蛋白降低,合成型标志蛋白升高(P均<0.05)。此外,Hoxa1表达增加促进MEK/ERK信号通路激活。免疫共沉淀结果显示,Hoxa1与MEK存在相互作用。结论 Hoxa1可能通过激活MEK/ERK通路促进PASMCs增殖、迁移和表型转化。

牛痘相关激酶1在小鼠肺动脉平滑肌细胞增殖和迁移中的作用及机制

目的:探讨牛痘相关激酶1(vaccinia-related kinase 1, VRK1)在小鼠肺动脉平滑肌细胞(pulmonary arterial smooth muscle cells, PASMCs)增殖及迁移中的作用及机制。方法:培养小鼠肺动脉平滑肌细胞系,细胞传至第3代至第5代细胞进行后续实验。在低氧条件下检测不同低氧时间干预后PASMC中VRK1蛋白水平的变化。为探究VRK1在低氧所致PASMCs增殖和迁移中的作用,通过携带Vrk1特异短发夹RNA(Vrk1 short hairpin RNA,sh Vrk1)或相关阴性对照RNA(shCon)的慢病毒转染PASMCs,将转染后的PASMCs分别进行常氧、低氧处理,Western blot检测VRK1和β-catenin蛋白水平变化,采用Ki-67细胞免疫荧光染色法检测PASMCs的增殖活性,划痕实验检测PASMCs的迁移能力。加入40μmol/L SKL2001恢复β-catenin活性后再次检测上述指标。结果:与常氧组相比,低氧处理24 h和36 h后PASMCs中VRK1蛋白表达水平升高(P<0.01)。常氧培养条件下,sh Vrk1转染细胞中VRK1及β-catenin蛋白表达水平降低(P<0.01)。相较于常氧培养的shCon转染细胞,低氧条件下shCon转染细胞中Ki-67阳性细胞率升高,划痕愈合速度提高(P<0.01)。低氧培养条件下,sh Vrk1转染后细胞的Ki-67阳性细胞率降低,划痕愈合速度降低(P<0.01)。低氧培养条件下,sh Vrk1+SKL2001组β-catenin蛋白表达水平升高,Ki-67阳性细胞率及划痕愈合速度较sh Vrk1+DMSO组均升高(P<0.01)。结论:沉默Vrk1通过降低β-catenin的表达抑制低氧所致小鼠PASMCs体外的增殖和迁移。

基因沉默SIRT7抑制缺氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖及迁移

目的研究沉默信息调节因子2相关酶类7(silent information regulator 2 related enzyme 7,SIRT7)对低氧诱导的人肺动脉平滑肌细胞(human pulmonary artery smooth muscle cells,HPASMCs)增殖和迁移的调控作用,并探讨可能的分子作用机制。方法体外培养HPASMCs建立低氧模型。通过慢病毒介导的短发卡RNA(short hairpin RNA,shRNA)干扰技术沉默SIRT7在HPASMCs中的表达。实验分为4组:常氧对照组、低氧组、低氧+LV-sh-Ctrl组和低氧+LV-sh-SIRT7组。低氧+LV-sh-Ctrl组HPASMCs感染对照重组腺病毒LV-sh-Ctrl,然后进行低氧处理。低氧+LV-sh-SIRT7组HPASMCs感染表达SIRT7 shRNA的重组腺病毒LV-sh-SIRT7,然后进行低氧处理。采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测SIRT7的mRNA表达水平。采用Western blotting检测SIRT7、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、转化生长因子β受体Ⅰ(transforming growth factor-βreceptorⅠ,TβRⅠ)、Smad2和Smad3的蛋白表达量。采用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)和5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(5-ethynyl-2′-deoxyuridine,EdU)实验检测细胞增殖。采用流式细胞术检测细胞凋亡。采用Transwell实验检测细胞迁移。结果与常氧对照组比较,低氧组和低氧+LV-sh-Ctrl组SIRT7表达水平显著升高(P<0.01),细胞增殖和迁移水平显著提高(P<0.01),细胞凋亡率显著降低(P<0.05);与低氧组和低氧+LV-sh-Ctrl组比较,低氧+LV-sh-SIRT7组SIRT7表达水平显著降低(P<0.01),细胞增殖和迁移水平显著下降(P<0.01),细胞凋亡率显著增加(P<0.01)。与常氧对照组比较,低氧组和低氧+LV-sh-Ctrl组TGF-β1、TβRⅠ、p-Smad2和p-Smad3的蛋白表达量显著增加(P<0.01);与低氧组和低氧+LV-sh-Ctrl组比较,低氧+LV-sh-SIRT7组TGF-β1、TβRⅠ、p-Smad2和p-Smad3的蛋白表达量显著减少(P<0.01)。结论基因沉默SIRT7通过调控TGF-β1/Smad信号通路抑制缺氧诱导的HPASMCs增殖和迁移。

低氧性大鼠肺动脉平滑肌细胞tsRNA的表达谱分析

目的观察低氧性大鼠肺动脉平滑肌细胞(rat pulmonary artery smooth muscle cells,RPASMCs)中1类新型非编码RNA-tRNA衍生的小RNA(tRNA-derived small RNA,tsRNA)表达情况。方法采用1%O2的低氧培养箱和常氧培养箱分别培养RPASMCs 24 h,通过tsRNA高通量测序技术和生物信息学检测并分析RPASMCs中tsRNA的表达差异。结果tsRNA高通量测序检测到3806个tsRNA,其中具有明确类型的有504个(上调的tsRNA有195个,下调的tsRNA有309个),差异表达的上调和下调的tsRNA分别为116个和156个,在进一步剔除掉片段长度<16 nt的tsRNA之后,与常氧培养比较,低氧处理的RPASMCs表达显著上调的tsRNA有59个(P<0.01),表达显著下调的tsRNA有9个(P<0.01)。结论低氧刺激RPASMC后,tsRNA表达存在明显差异,可能影响PASMC增殖、凋亡和迁移等功能,可为深入阐明低氧性肺动脉高压的发生机制提供新方法和新思路。

血府逐瘀汤对缺氧条件下肺动脉平滑肌细胞增殖及培养液中NO水平的影响

目的研究血府逐瘀汤(XFZYD)对缺氧条件下肺动脉平滑肌细胞(PASMC)增殖及培养液中NO水平的影响。方法通过建立新生牛PASMC的原代和传代培养及缺氧细胞增殖模型,采用MTT法、光镜计数观察缺氧对PASMC增殖的影响;Griss试剂法测定PASMC培养液中NO的量。结果血府逐瘀汤能显著抑制缺氧条件下PASMC增殖,高、中、低剂量组与对照组比较差异显著(P<0.05);血府逐瘀汤能显著提高缺氧条件下PASMC培养液中NO的量(P<0.05)。结论血府逐瘀汤能抑制缺氧条件下PASMC增殖;提高NO水平可能是血府逐瘀汤抑制缺氧条件下PASMC增殖作用的途径之一。

红景天甙对低氧培养的兔肺动脉平滑肌细胞增殖的抑制作用

目的 :研究红景天甙 (Salidroside ,Sal)对低氧 ( 3 % )条件下兔肺动脉平滑肌细胞 (PASMC)增殖、DNA合成、细胞内钙离子浓度的影响。方法 :应用细胞培养、四唑盐比色试验 (MTT)、[3H]-胸腺嘧啶核苷 ( [3H]-TdR)掺入试验、Fluo- 3和激光扫描共聚焦显微术测定细胞内Ca2 +浓度等方法。结果 :低氧 2 4h可直接刺激PASMC ,使MTT的A值增加 62 % (P <0 0 5 ) ,[3H]-TdR掺入量增加 13 8% (P <0 0 1)。在低氧的PASMC培养液中加入Sal( 3 2× 10 -5mol/L)可抑制低氧的这种促增殖作用 ,与低氧组相比MTT的A值下降 2 9% (P <0 0 5 ) ,[3H]-TdR掺入量下降3 7%。在低氧的PASMC培养液中加入钙通道阻滞剂verapamil也可抑制低氧的促增殖作用 ,与低氧组相比较 ,MTT的A值下降 2 3 % (P <0 0 5 ) ,[3H]-TdR掺入量下降 5 1% (P <0 0 1)。PASMC的低氧培养可使细胞内Ca2 +浓度明显增加 (P <0 0 5 ) ,Sal可抑制低氧所致的细胞内Ca2 +浓度的上升。结论 :红景天甙可抑制低氧促进PASMC增殖、DNA合成的作用 ,其机制可能与抑制低氧时细胞内Ca2 +浓度增加有关。