医学2010年4月 第21卷第4期Med J Chin PAPF,V01.21.N0.4.ADfil.2010 313 8一Br—cAMP对THP1细胞中ABCA1及 单核细胞趋化因子的影响 李建华 ,杨永红 ,贾军宏 ,郭志刚 ,吴平生。 【摘要1 目的以THP1细胞株为靶点,研究8一Br—cAMP对ABCA1、MCP一1基因mRNA和蛋白质表达及IL—tB蛋白质 的影响,阐明ABCA1基因在AS及泡沫细胞形成中新的可能机制。方法 复苏培养THP1细胞株,加入8一Br—cAMP(0.5 mmoL/L)刺激3、6、12、24 h,荧光定量RT—PCR和Western蛋白印迹法及ELISA法检测ABCA1、MCP一1及IL一113mRNA和蛋白 表达量;用ABCA1的反义寡核苷酸(100 nmol/L)转染THP1细胞,给予上述8一Br—cAMP的刺激,同样的方法观察上述指标的 改变。结果予8一Br—cAMP刺激后,THP1细胞中ABCA1、MCP—l的mRNA和蛋白质水平及IL一113蛋白质水平均增高;给予 反义寡核苷酸转染后,8一Br—cAMP刺激后3、6 h ABCA1、MCP一1mRNA的表达降低,12、24 h ABCA1、MCP—l及IL一113蛋白质 的表达水平降低。结论在8一Br—cAMP刺激下,THP1细胞中ABCA1可增加炎症因子表达,参与As的发生。 【关键词】THPI细胞;ABCA1;动脉粥样硬化;单核细胞趋化因子 【中国图书分类号】 R543.12 Effect of 8一Br—cAMP on ABCA1 and MCP一1 in THP一1 cells LI Jianhua ,YANG Yonghong2,JIA Junhong ,GUO Zhigang3,and WU Pingsheng .1.Department of Cadre Ward,The First Affiliated Hospital of the General Hospital of PLA,Bering 1013048,China;2.Department of Nephrology,General Hospital of Beijing Military Com- mand,Beijing 100700,China;3.Department of Cardiology,Nanfang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou 510515,China 【Abstract】 Objective To study the changes of ABCA1,MCP一1 and IL一1 B after the treatment of THP1 cell lines with 8一 Br—cAMP.and to elucidate a new possible mechanism of ABCA1 gene in the formation of AS and foam cells.Method THPl cells were resuscitated and cultured.8一Br—cAMP(0.5mM)was added into the culture media and THP1 cells were harvested at indicated times.The mRNA and protein levels of ABCA1,MCP一1 and IL一1 B were investigated by real—time quantitative RT—PCR,West— elTl blotting and ELlSA.Phosphorothioate oligonuc1eotides of ABCA1 were used at a final concentration of 10onmol/L for all the anti. sense transfection experiments.The same experiments were repeated after the transfection of oligonucleotides of ABCA1.Results The mRNA and protein expressions were increased after incuhation with Ox—LDL.After transfection with antisense oligonucleotides of ABCA1.the mRNA decreased at 3 and 6 h.and the proteins decreased at 12 and 24 h.Conclusion ABCA1 increases expressions of inflammatory cytokines stimulated by 8一Br—cAMP in THP一1 cells and participates ifl atherosclerogenesis. 【Key word】THP1 cells;ArrP—Binding Cassette A1(ABCA1);atherosclerosis;monocyte chemotactic factor(MCP—1) 许多学者认为,动脉粥样硬化(atherosclerosis, ABCA1)的细胞膜蛋白介导了过剩的细胞内胆固醇 AS)是一个血管受损伤后的炎性反应过程。基础及 从细胞内外运进入HDL的代谢途径¨J。随着对 临床研究已表明胆固醇是引起AS和冠心病的重要 ABCA1研究的深入,发现ABCA1不仅影响血脂,还 原因,高密度脂蛋白胆固醇(HDL—C)水平则与冠 与AS及泡沫细胞形成有明显的关联 ,本研究以 心病的发病率呈负相关,HDL主要通过参与体内胆 单核细胞株(THP1)为靶点,观察在公认的ABCA1 固醇逆转运发挥抗AS作用。一种称之为ATP一结 诱导因素8一Br—cAMP作用下,ABCA1对MCP一1 合盒转运蛋白1(ATP—Binding Cassette A I, 及IL一1B表达的影响,以阐明ABCA1基因在AS 形成中新的可能机制。 基金项目:1.国家自然科学基金(30171028);2.广东省自然科学基 金(010616) 1材料与方法 作者简介:李建华,女,1971年出生。博士,主治医师。主要从事血脂 1.1 主要试剂 培养液RPMI1640、胎牛血清 与冠心病、糖尿病发病机制关系的研究。 作者单位:1.100048北京,总医院第一附属医院干部病房; (Gibcol公司)、牛血清白蛋白(BSA)及8一Br— 2.100700北京军区总医院肾内科;3.510515广州,南方医科大学 cAMP(Sigma公司),细胞裂解液(1ysis buffer,Cell 南方医院心内科 Signaling Technology公司)、抗ABCA1多克隆羊抗 314 医学2010年4月第21卷第4期MedJC}lin : !: : P 人抗体、抗MCP一1多克隆兔抗人抗体、(Santa Cruz Bioteehnology公司)、预染蛋白Marker(NEB 公司)、ECL Western杂交显影试剂盒(Amersham 公司)、RNA反转录试剂盒(Promega公司)、荧光 达细胞培养同上,收集细胞,用细胞蛋白萃取液提 取各试验组的蛋白,测蛋白浓度,依照试剂盒的操作 步骤进行各组的检测。 1.2.6 ABCA1反义寡核苷酸处理后ABCA1、MCP一 定量PCR反应体系(MJ公司)、引物合成(北京奥 科生物技术公司)、ELISA试剂盒(博士德公司)。 1.2 方法 1、IL一1B mRNA和蛋白质表达的检测细胞培养同 上,将所用的细胞用PBS清洗,加入RPMI 1640培养 液1.8 n11及脂质体和反义寡核苷酸的混合物0.2 ml 实验分为8一Br—cAMP实验组、反 (反义寡核苷酸终浓度100 nmol/L),孵箱内培养5 h 后,用PBS清洗细胞,加入完全培养液继续培养18 h, 1.2.1 分组义寡核苷酸组。8一Br—cAMP实验组指8一Br— cAMP(0.5 mmol/L)刺激组,反义寡核苷酸组指加 入硫代修饰的反义寡核苷酸培养5 h后,再加入8一 Br—cAMP(0.5 mmol/L)刺激组。 1.2.2 THP1细胞的培养及处理 复苏本实验室 已有的细胞株THP1,3~4代生长良好的人单核细 胞THP1细胞实验用,实验前以无血清的RPMI1640 饥饿培养12 h,使实验所用细胞处于静止状态。在 无血清培养液中加入牛血清白蛋白(BSA)2 rag/m!, 作为血清替代物,在其中加人8一Br—cAMP(0.5 mmol/L)刺激3、6、12、24 h,设未加刺激同时孵育24 h的细胞为阴性对照组。用细胞裂解液裂解细胞, 离心后吸取上清液用于实验。用考马斯亮蓝G一 250染色法检测样本蛋白含量。 1.2.3 Western蛋白印迹分析法取样本总蛋白50 进行变性SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳,ABCAI采用 6%的胶,MCP一1 12%的胶,然后电转移于NC膜上 (S&S公司),封闭NC膜,过夜;漂洗后,NC膜在4cc 与抗ABCA1、ICAM1、MCP一1一抗结合4 h,漂洗,再 与各自的二抗结合,4 ̄C,2 h,最后采用ECL试剂盒显 影。预先显色的蛋白质Marker(NEB公司)用以显示 蛋白质分子量。每个试验至少重复3次。 1.2.4 ABCA1及MCP一1的基因表达检测 提取 RNA后进行反转录反应(RT):42 oC 60 min,95 oC 5 min,4 oC 5 min。用MJ荧光定量PCR反应体系 SYBR Green试剂盒进行PCR:95 Cc预变性5 min; 96℃变性20 S,56 oC退火20 S,72 oC延伸20 S并 读板,79 oC 1 S并读板;50个循环,72℃总延伸5 min。ABCA1引物为Sense Primer 5 GAT GGC AAT CAT GGT CAA TGG 3,.Anti~sense Primer 5 AGC TGG TAT TGT AGC ATG TFC CG 3 扩增片段长度 为201个碱基。MCP一1引物为Sense Primer 5 TCA GCC AGA TGC AAT CAA TGC 3 Anti—sense Prim— er5 TCC TGA ACC CAC TFC TGC TrG 3 扩增片段 长度为186个碱基。内参照采用B—Actin。 1.2.5 ELISA检羽4细胞的MCP一1、IL一18的表 然后按照步骤加入8一Br—cAMP进行mRNA及蛋白 质的实验。ABCA1反义寡核苷酸的序列为:5 一CAT. TrG1TCATAGGGTGGGTAGCTC一3 全程硫代修饰。 1.2.7 统计学处理所有实验数据均来自3次重 复实验并复孔测定(共6次),以 ±S表示,并输入 SPSS10.0统计软件包进行统计分析。不同时间点 与对照之间比较采用方差分析,以P<0.05为差异 有统计学意义。 2结 果 2.1 8一Br~cAMP对 IlHP1细胞ABCA1、MCP一 1mRNA表达的影响 8一Br—cAMP刺激3 h后 ABCA1 mRNA表达增高,3、6、12、24 h比对照组分别 增加11%、34%、21%、12%,与对照组比较均有统 计学差异(F:132.68,P=0.0000);给予反义寡核 苷酸刺激后,3、6 h ABCA1 mRNA较对照组分别降 低18%、5%,与对照组比较有统计学差异(F= 114.56,P=0.0000)。8一Br—cAMP刺激后,MCP 一1 mRNA较对照组分别增加33%、46%、44%、 17%,与对照组比较均有统计学差异(F=176.38,P =0.0000);给予反义寡核苷酸刺激后,3、6 h MCP 一1 mRNA分别降低34%、6%,与对照组比较有统 计学差异(F=82.45,P=0.000O)。 2.2 8一Br—cAMP对THP1细胞ABCAl、MCP一1 蛋白表达的影响 由图1可见,8一Br—cAMP刺激 3 h后ABCA1蛋白质表达增高,3、6、12、24 h比对照 分别增加15%、24%、42.9%、38.4%,与对照组比 较有统计学差异(F=102.56,P=0.0000);给予反 义寡核苷酸刺激后,12、24 h ABCA1蛋白质表达较 对照组分别下降14%、30%,与对照组比较有统计 学差异(F=114.66,P=0.0000)。8一Br—cAMP刺 激后,MCP一1蛋白质表达较对照组分别增加 47.9%、44.8%、72.6%、31.4%,与对照组比较有统 计学差异(F:88.72,P=0.0000);给予反义寡核苷 酸刺激后,12、24 h后MCP一1蛋白质表达较对照组 医学2010年4月第21卷第4期Med J Chin PAPF.Vo1.21.No.4.April.2010 315 分别下降12%、28%,与对照组比较有统计学差异 (F=93.28,P=0.0000)。 2.3 ELISA检钡4 8一Br—cAMP对THP1细胞MCP 一1、IL一113表达的影响 由表1可见,8一Br— cAMP刺激3 h后即出现各指标增高,3、6、12、24 h 1 ABCAl 2 3 4 5 MCP一1分别增加23.9%、40.8%、84.9%、57.4%: IL一1 p分别增加54.1%、62.6%、92.4%、30.2%。 给予反义寡核苷酸刺激后,各组与Ox—LDL实验组 比较均有降低,MCP一1 12、24 h分别降低6.9%、 MCP.1 ■ 及MCP一1蛋白质表达的影响 21.9%、36.9%;IL一11312、24 h分别降低16.4%、 50.1%。以上各实验点与对照点比较差异均有统计 学意义(P<0.01)。相对应的6、12、24 h时间点,反 义寡核苷酸组与Ox—LDL实验组比较有统计学意 义(P<0.01)。 图1 8一Br—cAMP对THPI细胞ABCA1 1道:对照组;2、3道:8一Br—cAMP刺激12、24 h;4、5道:ABCAI反 义核苷酸刺激后12、24 h 表1 8一Br—cAMP对THP1细胞MCP一1、IL一1 13蛋白表达的影响 (pg/mg;x± ) 注:与对照比较,①P<0.Ol;与Ox—LDL实验组同时间点比较,②P<0.05;与Ox—LDL实验组同时间点比较,③P<0.0l 3讨 论 则AS病变明显减轻。临床研究也显示血浆MCP一 1水平与高脂血症等心血管疾病的危险因子相关 联 ,不稳定性心绞痛患者的血浆MCP一1水平高于 稳定性心绞痛患者,后者又高于经血管造影证明冠状 动脉正常者 。 实验以人的单核细胞株THPI为研究对象,因 为AS是一个慢性的炎性反应过程 ,其发生涉及 血管内皮细胞、血管平滑肌细胞及单核/巨噬细胞。 血液单核细胞受趋化因子的作用,进入血管壁转变 为巨噬细胞,吞噬胆固醇从而成为泡沫细胞的主要 成分,在AS的形成过程中有重要的作用。 构成AS的3种主要细胞:内皮细胞、单核细 胞、平滑肌细胞都与MCP一1密切相关。MCP一1 单核吞噬细胞是IL一1的主要细胞来源,IL一1 作用于单核细胞和中性粒细胞,诱导多种细胞因子的 分泌。本实验中单核细胞在8一Br—cAMP的刺激下 IL一1 B增加并且与MCP一1变化趋势相一致。Meng 等_9'm 的实验也提示IL一1B可以显著增加人的脐静 是由内皮细胞和平滑肌细胞合成的一种趋化蛋白, 可介导单核细胞在病变部位聚集和进入血管壁。在 我们既往实验中可以看到对于人血管内皮及平滑肌 细胞,Ox—LDL可增加MCP一1的表达 。既往 研究显示对于不同的细胞,cAMP可以增加或下调 MCP一1的表达,并且许多因子对于MCP一1的作 用是通过PFKs通路而不是通过PKC或cAMP通路 脉内皮细胞和牛的主动脉平滑肌细胞中MCP一1的 表达。Gavrilin等¨ 在实验中观察到在人的单核细 胞中MCP一1可以增加IL一1 B的表达,这可以说明 MCP一1与IL一1B互相的诱导作用可以扩大炎性因 子在炎性反应中的作用。 ABCA1是作为主动参与胆固醇逆转运的蛋白被 发现的。它的突变可引起Tangier病和家族I生低HDL 的介导。本实验中8一Br—cAMP可以刺激人单核 细胞中MCP一1的表达增加,参与炎性反应及AS的 发生,这与许多研究结果相一致如在小鼠AS模型 血症,随着对它的深入研究,发现ABCA1在整体水平 和细胞水平的作用不一致。通过ABCA1敲除小鼠研 究表明:ABCA1基因灭活可引起普通饲料、高胆固醇 及高脂肪饲料中胆固醇吸收增加,出现类似于Tan. 发现MCP一1高表达,而遗传性MCP一1缺乏的小鼠 316 医学2010年4月 第2l卷第4期Med J Chin PAPF,Vo1.21,No.4,April,20l0 gier病的病理特征 。ABCAI活性的变化不仅损害 26(9):1269—1272. 胆固醇的流出和降低HDL的浓度,而且增加了冠脉 和血管疾病的易感性。Chmitz教授和他的同事¨ 首 先观察到当巨噬细胞内的胆固醇增加时,ABCA1的 表达也增加。Wilcox等¨ 利用原位杂交方法观察正 常人、As患者的动脉组织,发现As区域ABCA1基因 表达上调。Panousisll 则进一步证实,巨噬细胞来源 的泡沫细胞中,ABCA1 mRNA是正常巨噬细胞的3 倍。ABCA1不仅转运细胞内胆固醇,还可转运细胞 [6]郭志刚,吴平生,李建华.巨噬细胞ABCAI对ox— LDL诱导的炎症因子的调节及其意义[J].中山大学 学报(医学科学版),2007,28(1):6—10. 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