白介素對高血壓大鼠去內皮主動脈收縮性的影響

康成芳

高血壓有較高的循環動力狀態,并且能激活和加強炎性細胞的活動。嚙齒類動物的高血壓模型也表現出了此類特性。活體動物實驗表明白介素1β(IL-1β)能加強腸系膜動脈的收縮,并能引起冠脈重塑和痙攣。將離體顳動脈用IL-1β平衡2 d也會引起該組織對內皮素β收縮反應性增加。在這些研究當中,IL-1β平衡時間足夠改變組織基因轉錄和翻譯。很少有實驗來研究IL-1β對血管平滑肌收縮性的急性影響,更沒有對高血壓和正常血壓狀態下的此種效應做過比較。本實驗用IL-1β急性干預SHRSP大鼠去內皮主動脈,加強對苯腎上腺的收縮反應性。同時檢測環氧酶(COX)和Src-激酶途徑在此干預中的作用。

1 材料與方法

1.1 動物 12周雄性SHRSP和WKY大鼠,全部選自山西醫科大學動物中心。保持每日12 h光照,每籠2只,每日食水正常。

1.2 張力測量 用戊巴比妥鈉(50 mg/kg IP)對大鼠實行安樂死,迅速取出主動脈置于PSS液中。評估IL-1β對血管平滑肌細胞的直接效應。首先給每個動脈環36-37m N的負荷,并且平衡45 m in,然后再用10-7M苯腎上腺素刺激以明確組織存活并且反應性良好;再用10-5M乙酰膽堿刺激,以明確內皮細胞是否已被去除。當描繪完10-5M苯腎上腺素最大收縮反應曲線后,再用20 ng/m L的IL-1β液孵育1 h。根據設計需要可在加入IL-1β液之前加入1μM的Indomethacin或1μM的PP-2來進行目標檢測。IL-1β液孵育1 h后獲得連續濃度梯度劑量下的血管反應力值。取各血管環反應的均值。

1.3 試劑 所有試劑均購自Sigma試劑公司。

2 結 果

IL-1β增加苯腎上腺素介導下的SHRSP大鼠主動脈收縮性,WKY大鼠主動脈也有類似反應,但無統計學意義。Indomethacin和PP-2能阻斷SHRSP大鼠IL-1β孵育后的主動脈對苯腎上腺素的反應性;也能引起WKY大鼠主動脈苯腎上腺素最大反應曲線的降低,但并未改變其對苯腎上腺素的濃度反應敏感性。詳見表1。

表1 不同處理方法兩組內部及組間血管張力的比較(±s)mN

表1 不同處理方法兩組內部及組間血管張力的比較(±s)mN

處理方法10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 SHASP 對照組0.84±0.13 1.96±0.24 5.16±0.21 8.8±0.31 10.1±0.29 11.6±0.33 IL-1β4.56±0.23 8.83±0.41 13.2±0.38 16.1±0.48 17.1±0.37 18.0±0.44 IL-1β+Ind 0.15±0.11 0.74±0.16 3.52±0.22 4.97±0.25 6.83±0.37 7.66±0.17 IL-1β+PP-2-0.24±0.14-0.13±0.21 1.27±0.17 3.18±0.31 5.44±0.27 7.37±0.35 WKY 對照組0.16±0.23 2.94±0.18 7.93±0.28 10.18±0.25 12.89±0.31 12.73±0.34 IL-1 1.16±0.31 3.04±0.29 8.04±0.33 11.52±0.21 13.07±0.31 13.15±0.25 IL-1β+Ind 0.12±0.19 0.64±0.22 3.06±0.33 5.27±0.26 6.55±0.35 7.45±0.30 IL-1β+PP-2 0.05±0.11 1.02±0.24 2.31±0.25 5.17±0.21 5.98±0.22 7.18±0.32

3 討 論

在本實驗中有兩個新發現。首先IL-1β能引起SHRSP大鼠去內皮主動脈收縮,并且通過對苯腎上腺素收縮反應性增加,IL-1β能加強主動脈對苯腎上腺素的反應性增加。第二,COX和Src-激酶途徑參與了SHRSP大鼠IL-1β孵育下的收縮反應。因為,去內皮血管的應用就等于是藥物對血管平滑肌細胞直接作用。這種發現在生理學角度能夠推測高血壓狀態下IL-1β的升高[1,2]。設想循環中細胞因子水平的升高會導致其受體下調,從而降低對外源性細胞因子的反應性。但在本實驗中并未發現此現象,SHRSP大鼠來源血管對IL-1β依然有反應性。

本實驗顯示IL-1β能直接引起血管收縮,而且反應比較快,大約在加藥后20 min后開始,1 h后達到平臺。由于“迅速”的特性,好像并不需要蛋白重新合成,也不像其他報道所說的那樣IL-1β要起作用需要很長的時間來孵育標本,或者只有在活體狀態下才有此反應[3-5]。然而要用“迅速”來描述對IL-1β的反應也有實際內容,該現象的發生也需要20 m in。在這種現象里,“迅速”的含義是指該收縮效應并無轉錄和翻譯參與。然而IL-1β對血管張力的調節是一種長期調節,而非其他途徑參與下的短期調節。IL-1β能引起SHRSP大鼠標本對苯腎上腺素的收縮反應性加強。用IL-1β孵育1 h后獲得苯腎上腺素劑量反應曲線顯示,隨苯腎上腺素濃度增加,其曲線高度比單用苯腎上腺素要高得多。

本實驗中另一個現象是IL-1β能使SHRSP大鼠標本收縮,但對W KY大鼠標本的作用卻不明顯。SHRSP大鼠標本顯示有系統性炎癥因子出現[1,2]。炎癥因子對IL-1β介導的收縮是必須的,也可能是高血壓影響了血管的收縮力。WKY大鼠主動脈對IL-1β收縮反應不明顯,但能增加對苯腎上腺素的反應敏感性,但是增加IL-1β的孵育時間是否會加強這種敏感性本實驗還未涉及。雖然IL-1β沒有顯著升高WKY標本的張力,但是Indomethacin和PP-2卻能顯著降低標本的張力,這說明了COX和Src-kinase參與了調節WKY標本的基礎張力。

IL-1β介導收縮反應以及對苯腎上腺素敏感性增加的機制目前尚不明確,然而可以推測COX和Src-kinase途徑參與了這種反應,因為該反應可被Indomethacin和PP-2所阻斷。cSrc是血管中一種比較值得關注的Src-kinase,該激酶也參與了高血壓的發生發展[6,7]。PP-2使苯腎上腺素收縮曲線降低到正常基線水平以下。先前研究顯示Src-kinase參與了調節血管對苯腎上腺素、5-TH和血管緊張素Ⅱ收縮反應[8,6,9]。因此在現有研究中PP-2抑制苯腎上腺素收縮反應現象也是可以發生的,那也就是說PP-2抑制IL-1β介導的收縮反應預示著Src-kinase參與了血管對IL-1β的收縮反應。同樣,也有研究顯示COX尤其是COX-2參與了高血壓的發生。然而,IL-1β孵育后的血管,COX-2抑制劑能顯著抑制內皮素-β引起的收縮[10],這可能預示此反應過程有蛋白合成。COX酶包括1和2能把花生四烯酸代謝成對血管有收縮和舒張作用的前列腺素樣物質。因此,增加COX酶中的一個或兩個就能增加縮血管性前列腺素樣物質的產量,從而導致血管收縮。

COX酶參與血管收縮這并不奇怪。先前一些研究也顯示COX,尤其是COX-2在炎癥調節劑的誘導下,其在平滑肌細胞中的表達會顯著增加[10,11]。然而,COX-2 mRNA的誘導產生需用IL-1β孵育大約2 h,而COX-2的產生需孵育2 h～4 h。本研究中Indomethacin能迅速抑制IL-1β的收縮效應,這也預示著此收縮反應是COX依賴性的。如此短的效應時間也揭示了在此反應中無需蛋白合成,然而也可能是IL-1β激活了預先存在的COX酶。

本實驗同樣揭示了Src-激酶也參與IL-1β介導的收縮反應,并使標本對苯腎上腺素的反應性增加。IL-1β增加COX酶表達在胃內皮細胞和成骨細胞中是Src激酶依賴性的。其他研究也顯示IL-1β起作用是激活了血管平滑肌細胞的Src-激酶。本實驗沒觀察到有蛋白合成,推斷IL-1β通過Src-激酶途徑激活COX來產生致使血管收縮的前列腺素樣物質。Src-激酶也參與了高血壓的發生[6,7]。另外一個有力的佐證就是在SHRSP標本中可以看到對IL-1β的收縮反應,WKY標本的反應卻不明顯。IL-1β介導的這種反應可以被PP-2和Indomethacin阻斷,因此可以推斷Src-激酶和COX參與了信號的的傳導。本實驗揭示了IL-1β對血管的一項嶄新作用,同時也擴展了炎性細胞因子對心血管系統損傷作用的認識。

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