丙泊酚對脂多糖誘導的人臍靜脈內(nèi)皮細胞p38 MAPK/NF—κB信號通路活性的影響

汪鑫 雷曉文 陳丹 劉斌

[摘要]目的 研究丙泊酚對脂多糖（LPS）誘導的人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞（HUBECs）p38 MAPK/NF-κB信號通路活性的影響。方法 將體外培養(yǎng)的HUBECs隨機分為4組：對照組（C組）：給予脂肪乳20 mg/L；LPS組（L組）：給予LPS 10 mg/L；丙泊酚組（P組）：給予丙泊酚20 mg/L；丙泊酚+LPS組（PL組）：給予丙泊酚20 mg/L、LPS 10 mg/L。在給予相應藥物后1、2、3、6、12 h五個時間點檢測p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB含量變化。結果 予以給藥1 h時，L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為10.32±0.73、60.32±5.73，與C組比較表達顯著增加（P<0.05）。予以給藥2 h時，L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為9.23±0.53、69.23±5.53，與C組比較，表達顯著增加（P<0.05）；PL組的p-p38 MAPK灰度值為6.32±0.35，與L組比較，顯著降低（P<0.05）。給藥3 h時，L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為11.13±0.23、71.13±5.23，與C組比較，表達顯著增加（P<0.05）；PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為8.95±0.21、56.95±5.21，與L組比較，顯著降低（P<0.05）。給藥6 h時，L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為12.16±0.20、73.16±4.20，與C組比較，表達顯著增加（P<0.05）；PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為9.65±0.32、58.65±4.32，與L組比較，顯著降低（P<0.05）。給藥12 h時，L組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為18.19±0.31、91.19±6.31，與C組比較，表達顯著增加（P<0.05），PL組的p-p38 MAPK、NF-κB灰度值分別為12.65±0.12、63.36±5.12，與L組比較，顯著降低（P<0.05）。結論 LPS刺激HUBECs能引起p-p38 MAPK、NF-κB表達增加，予以丙泊酚后抑制此種增加，這可能是丙泊酚抗炎的作用機制之一。

[關鍵詞]丙泊酚；人臍靜脈內(nèi)皮細胞；炎癥

[中圖分類號] R614.2+4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）3（c）-0004-04

[Abstract]Objective To study the influence of Propofol on the activity of p38，MAPK/NF-κ B signal pathway in human umbilical vein endothelial cells （HUBECs） induced by lipopolysaccharide （LPS）.Methods HUBECs cultured in vitro were randomly divided into the 4 groups：control group （group C） was given Intralipid 20 mg/L，LPS group （L group） was given LPS 10 mg/L，Propofol group （P group） was given Propofol 20 mg/L，Propofol+LPS group （PL group） was given Propofol 20 mg/L and LPS 10 mg/L.The change in the content of p38 MAPK，p-p38 MAPK and NF-κB were detected at five time points of 1，2，3，6，and 12 h.Results When administered 1 h，the gray value of p-p38 MAPK and NF-κB in group L was 10.32±0.73，60.32±5.73 respectively，which increased significantly compared with group C （P<0.05）.When administered 2 h，the gray value of p-p38 MAPK and NF-κB in group L was 9.23 ±0.53，69.23±5.53，which increased significantly compared with group C （P<0.05），and the gray value of PL group was 6.32±0.35，which was significantly lower than that of group L.Administration of 3 h，p-p38 MAPK，NF-κB gray value in group L was 11.13±0.23，71.13±5.23 respectively，which increased significantly compared with group C（P<0.05）.p-p38 MAPK，NF-κB gray value was 8.95±0.21，56.95±5.21 respectively in group PL，which decreased significantly compared with group L （P<0.05）.Administration of 6 h，p-p38 MAPK，NF-κB gray value was 12.16±0.20，73.16±4.20 respectively in group L，which increased significantly compared with group C （P<0.05）.p-p38 MAPK，NF-κB gray value was 9.65±0.32，58.65±4.32 respectively in group PL，which decreased significantly compared with the L group （P<0.05）.Administration of 12 h，p-p38 MAPK，NF-κB gray value was 18.19±0.31，91.19±6.31 respectively，which increased significantly compared with group C （P<0.05）.p-p38 MAPK，NF-κB gray value in group PL was 12.65±0.12，63.36±5.12 respectively，which decreased significantly compared with group L （P<0.05）.Conclusion LPS stimulating HUBECs can increase the expression of p-p38 MAPK and NF-κB，and inhibit this increase after Propofol injection may be one of the mechanisms of Propofol anti-inflammation.

[Key words]Propofol；Human umbilical vein endothelial cells；Inflammation

丙泊酚因起效快、作用時間短、可控性好，目前已成為臨床廣泛使用的一線靜脈麻醉藥。丙泊酚除了具有鎮(zhèn)靜麻醉作用外，近年來研究報道[1]丙泊酚可以抗氧化應激，降低組織代謝率，可能對缺血缺氧器官具有保護效應。1992年，O′Donnell等[2]報道，臨床劑量范圍內(nèi)的丙泊酚在體外可抑制中性粒細胞的極化，并且此作用與丙泊酚劑量成正相關，自此以后丙泊酚與炎癥反應的關系就逐漸被學者們關注并重視。后續(xù)有很多研究報道[3-5]，支持丙泊酚的抗炎作用。有研究表明[6]，丙泊酚能抑制絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的激活、相關炎癥因子的釋放、NO的生產(chǎn)和細胞結構通透性，但是丙泊酚抗炎作用的具體機制，目前仍不完全清楚。本研究采用體外細胞模型，觀察丙泊酚對p38 MAPK磷酸化及NF-κB表達的影響，探討丙泊酚抗炎的作用機制。

1材料與方法

1.1主要試劑

RPMI 1640培養(yǎng)基（Gibco公司，美國）；肽牛血清FBS（Gibco公司，美國）；新生兒臍帶 鼠抗磷酸化p38抗體（CST公司）；兔辣根過氧化物酶偶聯(lián)二抗（CST；鼠抗p38抗體（CST公司）；鼠抗NF-κB抗體（CST公司）；脂肪乳（Sino-Swed Pharmaceutical Corp.Ltd.，中國）；脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）（Escherichia coli O11：B4，Sigma公司，美國）；化學發(fā)光液（Pierce公司，美國）。

1.2實驗方法

1.2.1細胞培養(yǎng) 取新鮮人臍帶約20 cm長，用預溫的D-PBS緩沖液洗去殘血，加0.25%的胰蛋白酶于37℃保溫10 min，用小牛血清終止反應，并用D-PBS沖洗消化下來的內(nèi)皮細胞，合并終止液。于室溫離心10 min，1000 r/min收集細胞沉淀，用M199細胞培養(yǎng)基懸浮，置于一次性塑料瓶或培養(yǎng)板，37℃，5%CO2，5～7 d可長成。

1.2.2分組處理 取16個6 cm皿處于對數(shù)生長期且狀態(tài)良好的細胞，按照隨機方法進行分組。對照組（C組）：給予脂肪乳20 mg/L，LPS組（L組）：給予LPS 10 mg/L；丙泊酚組（P組）：給予丙泊酚20 mg/L；丙泊酚+LPS組（PL組）：同時給予丙泊酚20 mg/l及LPS 10 mg/L。37℃，5%CO2條件下培養(yǎng) 1、2、3、6、12 h后收集細胞懸液，于800 r/min，5 min離心 ，離心半徑9.5 cm，棄上清，細胞沉淀中加入適量的細胞裂解液，冰上裂解 30 min，間斷置于漩渦振蕩器振蕩 10 min，4℃離心機中2000 r/min，離心 15 min，離心半徑13.5 cm取上清使用 Bradford法定量后置于-80℃凍存。

1.2.3 Western blot檢測蛋白表達 取等量蛋白樣品上樣，以5%的濃縮膠及12%的分離膠行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠 電泳（SDS-PAGE），電泳結束后，將凝膠上的蛋白轉至大小相同的多聚亞乙烯氧化物（PVDF）膜上。PVDF膜用含 5%脫脂奶粉的洗滌緩沖液 TBST（pH=7.4，TBS中加入 0.1%Tween-20）封閉1 h后，使用TBST緩沖液漂洗3次，把膜放入含有抗 P-p38MAPK（1∶1000）或抗 p-ERK1/2（1∶1000）或抗NF-κB（1∶1000）的一抗稀釋液（TBST中加5%胎牛血清）中常溫孵育1 h后，4℃孵育過夜。TBST漂洗3次后，用辣根過氧化物酶耦聯(lián)的二抗（1∶2000）室溫下孵育1 h。TBST緩沖液漂洗3次，然后與化學發(fā)光液反應1 min，避光顯色，加入TBS終止反應。在Kadak digital science ID多功能圖像工作站采集結果，分析膜上蛋白條帶灰度值。

1.3觀察指標

各組在給予相應藥物后1、2、3、6、12 h五個時間點檢測p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB含量變化。

1.4統(tǒng)計學處理

采用SPSS 13.0統(tǒng)計學軟件進行分析，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析，組內(nèi)比較采用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1 各組不同時間點p-p38 MAPK表達的比較

與C組比較，L組和PL組在給藥后各個時間點的p-p38 MAPK表達增加，PL組較L組降低（P<0.05），P組和C組比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）（表1）。

2.2各組不同時間點內(nèi)皮細胞核NF-κB蛋白表達的比較

與C組比較， L組和PL組在給藥后各個時間點的NF-κB蛋白表達增加，PL組較L組增加（P<0.05）（表2）。

3 討論

血管內(nèi)皮細胞是人體內(nèi)重要的效應細胞，其結構和功能的改變在感染性休克、ARDS等的發(fā)病過程中起重要作用，也是內(nèi)毒素等常見的靶細胞[7-8]，同時人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞來源廣泛，因此本研究選取人臍靜脈內(nèi)皮細胞作為研究對象。

LPS是革蘭陰性細菌細胞壁的一種成分，其從細菌內(nèi)釋放出來后形成內(nèi)毒素，可介導嚴重感染，感染性休克，多器官功能障礙等[9]。有研究報道[10]，通過LPS介導的信號轉導通路能為臨床治療內(nèi)毒素性休克、全身炎癥反應綜合征提供新的治療思路。

MAPK是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，可以介導細胞對體內(nèi)外各種應激的信號反應[11]，p38MAPK是其中一條重要的組成部分。LPS是炎癥反應重要的啟動因子[12]，它可以激活MAPK家族，使相應蛋白磷酸化而介導炎癥反應[13]。

臨床上許多需全身麻醉的手術患者或重癥監(jiān)護室的患者存在全身感染的狀態(tài)，丙泊酚作為手術室廣泛應用的靜脈全身麻醉藥及ICU鎮(zhèn)靜藥[14-15]，因其具有抗炎作用逐漸受到人們的關注[16-19]。但丙泊酚抗炎作用的具體機制仍不十分明確，因此，本研究以血管內(nèi)皮細胞為對象，研究丙泊酚在LPS誘導的炎癥反應中與MAPK家族磷酸化的關系。

p38MAPK最初被Han等[20]作為一種LPS刺激巨噬細胞中的酪氨酸磷酸化蛋白而鑒定出來。本研究結果顯示，與L組比較，PL組各個時間點p-p38MAPK磷酸化水平顯著降低，提示丙泊酚抑制炎癥反應的作用可能與抑制p38MAPK磷酸化有關。同時，本研究結果顯示，與L組比較，PL組在各個時間點的NF-κB蛋白表達含量減低，提示丙泊酚可能通過抑制p38MAPK磷酸化及NF-κB蛋白表達來抑制炎癥反應。

綜上所述，丙泊酚可以抑制人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞受到LPS刺激后p38MAPK磷酸化水平增高，抑制NF-κB蛋白表達，這可能為丙泊酚抑制炎癥反應的作用機制之一。但是丙泊酚是否通過改變其他蛋白質的表達，來抑制MAPK蛋白磷酸化和NF-κB蛋白表達仍需進一步研究。

[參考文獻]

[1]Frohlic D，Trabold B，Rothee G，et al.Inhibition of the neutrophil oxidative response by propofol： preserved in vivo function despite in vitro inhibition[J].Eur J Anaesthesiol，2006，23（11）：948-953.

[2]O′Donnell NG，McSharry CP，Wilkinson PC，et al.Comparison of the inhibitory effect of propofol，thiopentone and midazolam on neutrophil polarization in vitro in the presence or absence of human serum albumin[J].Br J Anaesth，1992， 69（1）：70-74.

[3]Liu MC，Tsai PS，Yang CH，et al.Propofol significantly attenuates iNOS，CAT-2，and CAT-2B transcription in lipopolysaccharide-stimulated murine macrophages[J].Acta Anaesthesiol Taiwan，2006，44（2）：73-81.

[4]Corcoran TB，O′Shea A，Engel A，et al.The influence of propofol on P-selectin expression and nitric oxide production in re-oxygenated human umbilical vein endothelial cells[J].Acta Anaesthesiol Scand，2006，50（3）：348-354.

[5]Sun HY，Xue FS，Xu YC，et al.Propofol improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by upregulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts[J]. Chin Med J （Engl），2009，122（24）：3048-3054.

[6]Chen J，Gu Y，Shao Z，et al.Propofol protects against hydrogen peroxide induced oxidative stress and cell dysfunction in human umbilical vein endothelial cells[J].Mol Cell Biochem，2010，339（12）：43-54.

[7]王玉芳，王樹人，陳海艷，等.同型半胱氨酸對培養(yǎng)內(nèi)皮細胞損傷的研究[J].中國病理生理雜志，2001，17（3）：268-270.

[8]簡華剛，周繼紅，朱佩芳，等.內(nèi)毒素對體外培養(yǎng)大鼠肺微血管內(nèi)皮細胞的影響[J].中國危重病急救醫(yī)學，2000，12（8）：457-459.

[9]Cohen J.The immunopathogenesis of sepsis[J].Nature，2002， 420（6917）：885-891.

[10]Medzhitov R，Janeway CJ.Innate immunity[J].N Engl J Med，2000，343（5）：338-344.

[11]Kaminska B.MAPK signalling pathways as molecular targets for anti-inflammatory therapy—from molecular mechanisms to therapeutic benefits[J].Biochim Biophys Acta，2005，1754 （1-2）：253-262.

[12]Motzkus D，Schulz-Maronde S，Heitland A，et al.The novel beta-defensin DEFB123 prevents lipopolysaccharide-mediated effects in vitro and in vivo[J].FASEB J，2006，20（10）：1701-1702.

[13]Dziarski R，Jin YP，Gupta D.Differential activation of extracellular signal-regulated kinase （ERK）1，ERK2，p38，and c-Jun NH2-terminal kinase mitogen-activated protein kinases by bacterial peptidoglyean[J].J Infect Dis，1996，174（4）：777-785.

[14]Murphy PG，Ogilvy AJ，Whiteley SM.The effect of propofol on the neutrophil respiratory burst[J].Eur J Anaesthesiol，1996， 3（5）：471-473.

[15]Barrientos-Vega R，Mar Sánchez-Soria M，Morales-Garcia C，et al.Prolonged sedation of critically ill patients with midazolam or propofol：impact on weaning and costs[J].Crit Care Med，1997，25（1）：33-40.

[16]Marik PE.Propofol：an immunomodulating agent[J].Pharmacotherapy，2005，25（5 Pt 2）：28-33.

[17]Tsao CM，Ho ST，Chen A，et al.Propofol ameliorates liver dysfunction and inhibits aortic superoxide level in conscious rats withe endotoxic shock[J].Eur J Pharmacol，2003，477（2）：183-193.

[18]Votta-Velis EG，Minshall RD，Visintine DJ，et al.Propofol attenuates endotoxin-induced endothelial cell injury，angiotensin-coverting enzyme shedding，and lung edema[J].Anesth Analg，2007，105（5）：1363-1370.

[19]Mikawa K，Akamatsu H，Nishina K，et al.Propofol inhibits human neutrophil functions[J].Anesthe Analg，1988，87（3）：695-700.

[20]Han J，Lee JD，Tobias PS，et al.Endotoxin induces rapid protein tyrosine phosphorylation in 70Z/3 cells expressing CD14[J].J Biol Chem，1993，268（33）：25009-25014.