肾上腺髓质素对LPS抑制人脐静脉内皮细胞TFPI基因表达的影响及其分子机制

来源 :中国协和医科大学 北京协和医学院 中国医学科学院 清华大学医学部 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xqm009
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本研究旨在观察ADM对LPS抑制的人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)组织因子途径抑制物(Tissue factor pathway inhibitor,TFPI)(机体内的主要抗凝因子)表达的作用,并进一步阐明这种效应的分子机制。 研究内容与方法:以体外原代培养的人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelialcells,HUVECs)作为靶细胞,主要采用下述实验方法进行了四个方面的研究: 一.ADM和/或LPS对:HUVECs TFPI基因表达的影响。 1.HUVECs分离、培养及鉴定; 2.采用发色底物法检测HUVECs培养液中TFPI的蛋白活性,选择ADM、LPS的最佳作用时间和浓度,观察ADM在LPS存在条件下对HUVECs TFPI表达活性的影响; 3.应用RT-PCR技术分析ADM在LPS存在条件下对HUVECs TFPI mRNA表达水平的影响。 二.ADM拮抗LPS抑制HUVECs TFPI基因表达的信号转导途径。 1.采用促分裂原活化蛋白激酶激酶MAPKK(Mitogen-activated protein kinasekinase)特异性抑制剂PD98059观察MAPK途径在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI表达中的信号转导作用; 2.采用蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)抑制剂H7和Staurosporine观察PKC途径在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI表达中的信号转导作用; 3.采用cAMP抑制剂Rp.isomer-8.bromo.cAMP(简称Rp-cAMP)及其类似物8-bromo-cAMP观察cAMP途径在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI表达中的信号转导作用; 4.采用激光共聚焦显微镜技术(Laser-scanning confocal microscope),观察在ADM、LPS作用下单个HUVEC胞内钙离子水平的变化,并辅以钙离子拮抗剂Amlodipine,探讨钙离子信号途径在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI表达中的作用。 三.核转录因子GATA-2、SP1和c-Mye在HUVECs TFPI基因转录调控中的作用。 1.应用EMSA和超迁移(Super Shift)实验,观察ADM和/或LPS对TFPI基因表达相关核转录因子GATA-2、SP1和c-Myc与其相应的顺式作用元件结合活性的影响; 2.采用Western Blot杂交技术,观察ADM和/或LPS对TFPI基因表达相关的核转录因子GATA-2、SP1和c-Myc水平的影响。 四.TFPI基因5,上游不同长度启动子区中GATA-2、SP1和c-Myc调节元件在HUVECs TFPI基因转录调控中的作用。 1.采用PCR和基因重组技术,构建含人TFPI基因5上游不同长度调控序列的荧光素酶报告基因质粒; 2.应用真核基因转染技术,分析TFPI基因5上游不同长度调控序列在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI基因转录中的调控作用; 3.采用重叠延伸特异位点诱变法,构建含人TFPI基因5上游-1247bp至-381bp序列之间GATA-2和SP1顺式作用元件定点突变序列的荧光素酶报告基因质粒: 4.应用真核基因转染技术,分析TFPI基因5上游GATA-2和SP1顺式作用元件在ADM拮抗LPS抑制的HUVECs TFPI基因转录中的作用。 研究结果: 1.本研究中,ADM呈浓度和时间依赖性地诱导HUVECs中TFPI的蛋白活性和mRNA的表达,LPS的作用则相反,呈剂量依赖性地抑制HUVECs TFPI的蛋白表达,ADM可以拮抗LPS所致TFPI表达的降低。 2.MAPKK抑制剂PD98059以及cAMP抑制剂Rp.cAMP均显著抑制ADM对LPS影响TFPI表达的拮抗作用;cAMP类似物8-bromo-cAMP可直接上调LPS抑制的TFPI的表达。 3.PKC抑制剂H7和Staurosporine对ADM拮抗LPS抑制TFPI表达的作用无显著影响。 4.激光扫描共聚焦显微镜观察显示,ADM使单个HUVEC胞内游离钙离子浓度([Ca<2+>]i)缓慢平稳地下降,而LPS可使胞内游离钙离子浓度([Ca<2+>]i)迅速短暂地增加,预先给与HUVEC ADM后,LPS所致钙离子浓度([Ca<2+>]i)的增加程度和速度显著下降;钙离子抑制剂Amlodipine可上调LPS所致TFPI表达的下降。 5.EMSA和Super Shift实验证实,TFPI表达相关的核转录因子GATA-2、SP1和c-Myc可以与其相应的GATA-2、SP1和c-Myc调节元件发生特异性结合:在ADM作用下,核转录因子GATA-2和SP1与其相应调节元件的结合活性增加,LPS则使其结合活性下降,ADM对LPS所致结合活性的下降具有拮抗作用。核转录因子c-Myc与其调节元件的结合活性则无显著变化。 6.Western Blot杂交结果显示,ADM可显著增加HUVECs胞内核转录因子GATA-2、SP1的蛋白含量,相反,LPS则降低GATA-2和SP1的蛋白含量,ADM可拮抗LPS的作用;核转录因子c-Myc的蛋白含量则无显著变化。 7.瞬时转染分析实验结果显示,TFPI基因5’上游启动子区-1247bp和-381bp之间的序列在ADM和/或LPS调节荧光素酶的表达中具有重要作用,此间序列内含有3个GATA-2和1个SP1调节元件。 8.定点突变实验结果显示,上述3个GATA-2和1个SP1调节元件的突变均使LPS抑制的荧光素酶表达活性增加,ADM对LPS的拮抗作用也下降;此外,GATA-2调控序列的突变可使HUVECs基础荧光素酶表达活性下降,而SP1的突变则对荧光素酶的基础表达活性无明显影响。 研究结论: 本研究结果表明,ADM可以通过cAMP、MAPK和钙离子信号途径拮抗LPS对HUVECs TFPI表达的下调。核转录因子GATA-2和SPl以及TFPI基因5’上游启动子区-1247bp至-381bp之间相应的GATA-2和SP1调节元件在TFPI的调节性表达中起着重要作用。本研究对ADM拮抗LPS抑制HUVECs TFPI表达效应,以及TFPI表达调控机制的阐明有助于通过应用ADM或干涉TFPI的基因表达途径改善脓毒血症、感染性休克等严重炎症性疾病的凝血状态。
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