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心脑血管疾病是威胁人类健康的重要疾病,而动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是众多心脑血管疾病发病的共同病理基础。随着现代医学的发展,对AS机制的研究从大体病理深入到了细胞和分子水平,由过去认为单是内皮损伤、脂质浸润、退行性疾病,转变为一种由多种因素导致的无菌炎性反应性疾病。研究发现在AS斑块组织中存在着大量炎性细胞和促炎性细胞因子,对AS的发生和发展起重要的调节和致病作用。丹参酮ⅡA(TanshinoneⅡA,TanⅡA)是我国传统中药丹参的重要有效成分。丹参具有抗炎、改善微循环、扩张冠状血管、抑制血小板凝集、抗血栓等方面的功效,从而被广泛应用于心脑血管疾病的防治。丹参酮ⅡA是丹参重要的脂溶性有效成分,具有明显抗AS的作用,近些年人们对丹参酮ⅡA抗AS的药理作用进行了广泛研究,然而到目前为止,丹参酮ⅡA抗AS的分子机制尚未完全阐明。最近研究证明,低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-Ch)介导的AS与胆固醇(Cholesterol,ChC)激活巨噬细胞炎性体(Inflammasome)有关。炎性体是近10年来被发现的存在于单核/巨噬细胞内的一种蛋白复合体,由感受外来病原或细胞内危险信号的模式识别受体(Pattern recognition receptors,PRRs)、半胱天冬酶-1(Cysteinyl aspartate-specific protease-1,caspase-1)等组成。复合体中的caspase-1可催化IL-1β前体和IL-18前体转变为成熟的IL-1β和IL-18并释放到细胞外,IL-1β是介导组织炎症的重要细胞因子,也是介导AS发生发展的重要促炎性分子。研究报道ChC可激活巨噬细胞的NLRP3炎性体,由此释放的IL-1β被认为是引发AS形成的重要因素。丹参酮ⅡA的抗AS作用是否与其抑制ChC诱导巨噬细胞NLRP3炎性体的激活有关,目前尚未见报道。为证实丹参酮ⅡA在体内的抗AS作用,利用ApoE基因缺陷(ApoE-/-)小鼠,通过饲喂高脂高胆固醇饲料建立ApoE-/-小鼠AS模型,并在建模同时用丹参酮ⅡA处理小鼠,分析其对血脂代谢及AS斑块形成的影响。结果显示丹参酮ⅡA不仅可以明显降低脂质在ApoE-/-小鼠主动脉壁的沉积,抑制AS斑块的形成,同时也能够降低小鼠血清中LDL-Ch的含量。由此可见,丹参酮ⅡA具有明显的抗ChC诱导AS的作用。为探讨丹参酮ⅡA抗ChC诱导AS的分子机制,首先应弄清丹参酮ⅡA能否抑制ChC对炎性体的激活,为此我们用丹参酮ⅡA和LPS先后处理小鼠B6巨噬细胞,然后用ChC刺激细胞,采用ELISA和Western blot方法分别检测培养基IL-1β和细胞内成熟caspase-1的含量。结果表明,用丹参酮ⅡA处理使细胞内成熟caspase-1和培养基IL-1β的含量明显降低,说明丹参酮ⅡA对ChC诱导炎性体的激活有明显抑制作用,从而表现其抗AS的活性。有研究表明,ChC可激活巨噬细胞NLRP3炎性体,这一激活作用被认为与ChC引发巨噬细胞溶酶体膜破坏使组织蛋白酶B的释放有关。为进一步证实ChC激活巨噬细胞NLRP3炎性体,我们利用不同炎性体激活途径相关蛋白基因缺陷性(NLRP3-/-、AIM2-/-、NLRC4-/-、ASC-/-和caspase-1-/-)小鼠B6巨噬细胞,分析ChC对炎性体的激活作用。结果表明,ChC可刺激AIM2-/-、NLRC4-/-B6细胞IL-1β的释放,而不能刺激NLRP3-/-B6细胞和NLRP3途径蛋白基因敲除的B6细胞(ASC-/-细胞和caspase-1-/-细胞)IL-1β的释放,表明ChC可激活巨噬细胞NLRP3炎性体。为进一步了解ChC激活炎性体是否与其引发溶酶体内组织蛋白酶B的释放有关和探讨丹参酮ⅡA是否通过抑制ChC对溶酶体膜的破坏使组织蛋白酶B释放减少,从而抑制炎性体的激活,我们利用cathepsin B-/-B6细胞,通过荧光抗体染色和激光共聚焦显微镜检测,分析了ChC对巨噬细胞溶酶体组织蛋白酶B释放的影响和丹参酮ⅡA对其释放的抑制作用。结果表明,ChC可明显提高野生型B6细胞(而不是组织蛋白酶B基因缺陷性B6细胞)胞浆中组织蛋白酶B的含量,而丹参酮ⅡA可明显降低ChC介导的溶酶体组织蛋白酶B的释放。上述结果一方面表明ChC激活巨噬细胞NLRP3炎性体与其引发溶酶体组织蛋白酶B的释放有关,另一方面证明丹参酮ⅡA可抑制ChC引发溶酶体组织蛋白酶B的释放,从而抑制ChC对巨噬细胞炎性体的激活。另外也有研究显示,线粒体来源的活性氧(Reactive oxygen species,ROS)可以诱导NLRP3炎性体的激活。并且有实验证明晶体或微粒可以诱导ROS的产生从而激活炎性体。然而,ChC能否刺激ROS的生成进而激活炎性体;丹参酮ⅡA能否抑制ChC刺激ROS的生成,从而抑制炎性体的激活,这些目前都尚不清楚。为了探讨这些问题,我们采用DCFH-DA(2’,7’-Dichlorofluorescin diacetate为ROS的荧光检测试剂)检测ChC刺激后巨噬细胞中ROS的生成,并探讨丹参酮ⅡA对ChC刺激产生ROS的抑制作用。结果表明,在巨噬细胞中ChC对ROS的生成有一定的刺激作用,并且丹参酮ⅡA可以抑制ChC刺激ROS的生成。综上所述,丹参酮ⅡA通过阻止ChC诱导溶酶体组织蛋白酶B的释放和ChC诱导巨噬细胞中ROS的生成,来抑制ChC对NLRP3炎性体的激活,从而抑制由此炎性体介导的AS的发生和发展。这项研究不仅为探讨丹参酮ⅡA抗AS的药理机制提供了重要的科学实验数据,同时为我国传统中药丹参有效成分药理作用的探讨开拓了新的视角。