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天麻芎苓止眩片對血管內皮細胞自噬的影響及機制

2025-08-18 00:00:00雍蘇南房赤龍遠雄李萍謝小兵
中國藥房 2025年14期
關鍵詞:含藥激動劑天麻

中圖分類號R285 文獻標志碼A 文章編號 1001-0408(2025)14-1737-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.14.08

ABSTRACTOBJECTIVEToexploretheeffectsofTianma xiongling zhixuantabletonautophagyinvascularendothelial cels ofratsanditspotentialmechanism.METHODsTherataorticendothelialcels(RAECs)weredivided intonormalgroup,model group,blank serum group,traditional Chinese medicine(TCM)medicatedserum group,autophagy blocker group,autophagy agonist group,and TCMcombined with autophagy agonist group.Except for normal group,other groups were given 10μg/mL lipopolysaccharide for24 hours to induce RAECs inflammation injury model. Blank serum group was treated with 10% blank serum;TCM medicated serum group received 10% medicated serum derived from Tianma xiongling zhixuan tablet;autophagy blocker group was treated with 20μmol/L of PD98059;autophagy agonist group was administered 50μmol/L Honokiol. Lastly, the TCM combined with autophagy agonist group was given both 10% medicated serum derived from Tianma xiongling zhixuan tablet and 50μmol/L Honokiol.The morphological characteristics of RAECs in each group were observed.Thecell viabilityof each group,thecontentsof endothelin-1(ET-1)andnitricoxide(NO),mitochondrialreactiveoxygenspecies,mitochondrial membrane potential,andtheexpresion levelsofPTEN-iduced kinase1(PINK1),Parkin,ubiquitin-binding protein(p62),and microtubule-associated protein1lightchain 3(LC3)were detected.RESULTSCompared with model group,the levelsofET-1,mitochondrial reactiveoxygen species, and therelative expressions of PINK1,Parkin,and LC3 proteins in the autophagy blocker group and TCM medicated serum group were decreased or down-regulated significantly( Plt;0.05 or Plt;0.01 );thecell viabilityrate(onlyautophagy blocker group),NO level,mitochondrial membrane potential,and the relative expression level of p62 protein were increased or upregulated significantly( ΔPlt;0.05 or Plt;0.01 );thepathological damageofRAECswas significantly improved,thenumberof cellsincreasedsignificantly,andthetypicalpavingstone-likecharacteristicswererestored.ThelevelsofET-1,mitochondrial reactiveoxygenspecies,and therelativeexpresionlevelsofParkinandLC3proteinsintheautophagyagonistgroup were increased or up-regulated significantly( ΔPlt;0.05 or Plt;0.01 ),while cell viability rate was decreased significantly (Plt;0.05 ),the damage ofRAECswas agravated.Compared withthe autophagy agonist group,thecellviabilityrateandtherelativeexpresion level of p62 protein in TCM combined autophagy agonist group were increased or up-regulated significantly( ΔPlt;0.05 or Plt;0.01 ), whilethelevelsofET-1,therelativeexpressionlevelsofPINK1,Parkin,andLC3proteins weredown-regulatedsigniicantly Plt; 0.01),the damageofRAECs was reversed toacertain extent.CONCLUSIONS Tianma xiongling zhixuantablet protects vascular endothelialfunctionbyregulatingmitochondrialautophagy,themechanismofwhichmaybeassociatedwiththeregulationof PINK1/Parkin signaling pathway and the inhibition of mitochondrial autophagy.

KEYWORDSTianmaxionglingzhixuan tablet;vascularendothelialcellinjury;mitochondrialautophagy;PINK1/Parkin signalingpathway

高血壓是臨床常見的心血管疾病,全世界范圍內有13億高血壓患者,每年有 1000 萬人因收縮壓過高導致死亡;我國 30~79 歲成年人高血壓患病人數約2.567億,患病率達 27%[1] 。血管內皮功能障礙是高血壓患者血管表型的標志,常表現為血管舒縮因子分泌失衡,加速血壓升高進程,并加重靶器官的損害2。自噬是維持血管內皮細胞內環境穩定和存活的重要機制,自噬失衡被認為是血管內皮功能改變的主要表現之一[3]

天麻芎苓止眩片主要由天麻、鉤藤、川芎、茯苓、陳皮等中藥組成,為湖南中醫藥大學第一附屬醫院(以下簡稱“我院”)的院內制劑,具有平肝熄風、化痰逐瘀的功效,臨床主要用于治療高血壓,降壓效果明顯、安全。本研究前期動物實驗證實,天麻芎苓止眩片能減輕血管內皮自噬,逆轉血管內皮損傷,但其分子機制尚未完全闡明。PTEN誘導激酶1(PTEN-induced kinase1,PINK1)/Parkin(一種E3泛素連接酶)通路是研究線粒體自噬相關疾病的經典通路。有研究顯示,調控PINK1/Parkin介導的線粒體自噬,可有效減輕血管內皮細胞損傷[。本研究利用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導構建高血壓狀態下大鼠主動脈內皮細胞(rataorticendo-thelialcells,RAECs)炎癥損傷模型,觀察PINK1/Parkin信號通路在線粒體自噬中的變化,探討天麻芎苓止眩片對該通路表達的影響,以期揭示天麻芎苓止眩片對血管內皮細胞損傷的作用機制。

1材料

1.1主要儀器

本研究所用主要儀器包括SW-CJ-2FD型潔凈工作臺(蘇州蘇凈儀器自控設備有限公司),L530R型臺式低速冷凍離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司),Galaxy 170R 型 CO2 培養箱(德國Eppendorf公司),MSX-2型細胞成像分析系統(廣州市明美光電技術有限公司),AX223ZH型電子分析天平(美國OHAUS公司),PURELOABClassicUVF型超純水儀(英國ELGA公司),Z32HK型高速冷凍離心機(德國HAIMER公司),Enspire型多功能酶標儀(美國PerkinElmer公司),LSM880型激光共聚焦顯微鏡(德國CarlZeissAG公司)。

1.2 主要藥品與試劑

天麻芎苓止眩片(湘藥制字Z20150970,批號20220312,規格 0.5g/ 片)由我院制劑中心提供。RAECs專用培養基、磷酸鹽緩沖液(PBS)(批號分別為CMR075、WH0022K510)均購自武漢普諾賽生命科技有限公司;胰蛋白酶消化液(批號J202303)購自美國Hyclone公司;LPS(批號L4391-1)購自美國Sigma公司;CCK-8檢測試劑盒(批號BA08918147)購自北京博奧森生物技術有限公司;一氧化氮(NO)、內皮素1(endothelin-1,ET-1)酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(批號分別為FY9044-B-2308R02、FY3435-B-2308R03)均購自江蘇菲亞生物科技有限公司;線粒體超氧化物檢測試劑盒(批號M36008)購自美國Invitrogen公司;線粒體膜電位檢測試劑盒、自噬阻斷劑PD98059、自噬激活劑Honokiol(批號分別為HY-15534、HY-12028-41867、HY-N0003-25245)均購自美國MCE公司;兔抗大鼠微管相關蛋白1輕鏈3(microtubule-associated protein1lightchain3,LC3)Par-kin、PINK1、選擇性自噬接頭蛋白62(ubiquitin-bindingprotein62,p62)抗體(貨號分別為27H8816、T127090、85H3726、43Z8688)均購自江蘇親科生物研究中心;辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標記的山羊抗兔二抗(貨號T127090)購自武漢三鷹生物技術有限公司。

1.3實驗大鼠與細胞

SPF級雄性SD大鼠12只, 6~8 周齡,體重 220~ 250g ,由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供,動物生產許可證號:SCXK(湘)2019-0004。大鼠飼養于我院實驗動物中心SPF級動物房,飼養溫度 20~26°C ,相對濕度 40%~70% ,所有大鼠自由進食、飲用蒸餾水,隔日更換一次墊料。本研究經我院實驗動物倫理委員會批準,批件號:ZYFY20200518-02。RAECs(批號CP-R075)購自武漢普諾賽生命科技有限公司。

2 方法

2.1 藥液和含藥血清的制備

取天麻芎苓止眩片,粉碎,精密稱取粉末 9g ,置于50mL 具塞錐形瓶中,加入 30mL 甲醇,稱量后超聲提取30min ,放置室溫,補足失重;取上清液,以 8000r/min 離心 5min ,經 0.22μm 微孔濾膜過濾,得到大鼠等效劑量3倍量的天麻芎苓止眩片藥液。

大鼠適應性喂養7d后,按隨機數字表法分為空白組和中藥組,每組6只。根據天麻芎苓止眩片成人每日用量 12g ,按體表面積折算法計算大鼠等效給藥劑量,即中藥組大鼠按 0.8g/(kg?d) 灌胃相應藥液,空白組大鼠給予等體積蒸餾水,每日2次,連續 3d 。末次給藥 1h 后,大鼠行腹主動脈取血,以 4500r/min 離心 10min ,收集血清,置于 56°C 水浴鍋滅活處理 30min 后,再以1200r/min 離心 5min ;收集上清液,經 0.22μm 微孔濾膜過濾除菌后,分裝后置于 -80°C 冰箱,備用。

2.2 天麻芎苓止眩片含藥血清最佳干預濃度篩選

取對數生長期的RAECs,以胰酶消化,細胞稀釋至1×105 個/mL,以每孔 100μL 接種至96孔板中。細胞分為6組,分別為正常組、模型組和 5%.10%.15%.20% 含藥血清組,每組設4個復孔。除正常組外,其余各組分別加入 10μg/mL 的LPS干預 24h ,建立RAECs炎癥損傷模型。各組分別給予“2.1\"項下空白組血清(正常組、模型組)和相應濃度含藥血清進行干預, 24h 后,按每孔5000個細胞接種至96孔細胞培養板中培養 24h 后,每孔加入含 20μL CCK-8工作液的新鮮完全培養基200μL ,繼續孵育 2~3h ,采用多功能酶標儀于 450nm 波長處檢測各孔吸光度 (A) 值,計算細胞存活率:細胞存活率 0

2.3 分組、造模與給藥

待RAECs生長至 70%~80% 融合程度時,加入0.25% 胰蛋白酶,離心、重懸細胞后,以每孔5000個細胞接種至96孔細胞培養板中,置于 CO2 細胞培養液中培養24h 。次日吸去全部舊培養基,補充足量新鮮完全培養基,將細胞隨機分為正常組、模型組、空白血清組、中藥含藥血清組、自噬阻斷劑組、自噬激動劑組、中藥聯合自噬激動劑組,每組設4個復孔。除正常組外,其余各組分別加入 10μg/mL 的LPS干預 24h ,建立RAECs炎癥損傷模型,并以細胞形態學、細胞活力、炎癥因子水平提示造模成功與否。空白血清組加入 10% 空白血清,中藥含藥血清組加入 10% 天麻芎苓止眩片含藥血清,自噬阻斷劑組加人 20μmol/L PD98059,自噬激動劑組加人50μmol/L Honokiol[],中藥聯合自噬激動劑組加入 10% 天麻芎苓止眩片含藥血清和 50μmol/L Honokiol。以上各組均繼續干預 24h 后,收集細胞樣本,用于后續各項指標檢測。

2.4 RAECs形態學觀察

取對數生長期的RAECs,以每孔5000個接種至96孔細胞培養板中,置于細胞培養箱中培養 24h 后,按“2.3\"項下方法分組、造模、給藥,采用細胞成像分析系統觀察各組RAECs的形態及結構變化。

2.5 RAECs活力測定

取“2.3\"項下RAECs的96孔板,吸棄上清后,每孔加入 10% CCK-8工作液 20μL ,持續孵育 2~3h 后,采用多功能酶標儀于 450nm 波長處檢測各孔 A 值,按“2.2\"項下公式計算細胞存活率。

2.6上清液中ET-1、NO水平檢測

收集“2.3”項下分組、造模、給藥后的RAECs上清液,按照ELISA試劑盒說明書檢測ET-1、NO水平。

2.7線粒體活性氧檢測

取“2.3\"項下RAECs的96孔板,加入 5μmol/L 線粒體超氧化物紅色熒光探針工作液,于室溫避光孵育30min ,用PBS洗滌5次,加入1:800濃度的Hoechst33342工作液,再于室溫避光孵育 20min 后,用PBS洗滌3次;使用激光共聚焦顯微鏡于 510nm 激發波長處標記線粒體活性氧(紅色),于 350nm 激發波長處標記細胞核(藍色),拍攝熒光圖像,通過ImageJ1.53軟件分析細胞質區域內的平均熒光強度,用以反映線粒體活性氧水平。

2.8 線粒體膜電位檢測

取“2.3\"項下RAECs的96孔板,加入 10μg/mL 線粒體膜電位熒光探針工作液,于 37°C 避光孵育 45min ,用PBS洗3次;采用激光共聚焦顯微鏡分別于 585nm 和514nm 激發波長處進行熒光檢測并拍照,綠色熒光為受損的線粒體膜電位,紅色熒光為正常的線粒體膜電位,并以紅綠熒光強度的比值反映線粒體膜電位的變化情況。

2.9 PINK1/Parkin信號通路相關蛋白檢測

采用Westernblot法進行檢測。取對數生長期的RAECs,按“2.3\"項下方法分組、造模、給藥,24h后棄液,加入細胞蛋白裂解液,于冰上裂解 4h ,以 12000r/min 離心 15min ;取上清,提取總蛋白,將蛋白與上樣緩沖液混勻、變性后,經電泳、轉膜、封閉,加入PINK1、Parkin、p62、LC3蛋白一抗(稀釋度均為1:800), 4°C 孵育過夜,加入HRP標記的二抗(稀釋度為 1:5 000 ,室溫振搖孵育 。采用ECL化學發光及蛋白成像分析系統掃描,采用ImageJ1.53軟件分析,以目的蛋白與內參蛋白0 β -actin)的灰度值比值表示目標蛋白的相對表達量。上述實驗重復3次。

2.10 統計學方法

采用SPSS27.0軟件進行統計分析。計量資料滿足正態分布,以 表示,方差齊性時多組間比較采用方差分析,進一步兩兩比較采用LSD-t檢驗;方差不齊時多組間比較采用非參數Kruskal-Wallis H 檢驗,進一步兩兩比較采用Mann-Whitney U 檢驗。檢驗水準 α=0.05 。

3結果

3.1不同濃度含藥血清對RAECs活力的影響

與正常組[ (100.00±6.82)%] 比較,模型組細胞存活率[ (67.05±4.58)%] 顯著降低( ΔPlt;0.01 ),提示LPS誘導造模成功。與模型組比較, 5% 含藥血清組細胞存活率[(72.99±2.85)%] 未能顯著提升 (Pgt;0.05) , 10% 、 15% 、20% 含藥血清組細胞存活率[ (81.76±4.53)% 一 (84.06± 2.63)% 一 (85.16±1.65)% 均顯著升高 (Plt;0.01 ,且3組間比較差異無統計學意義( Pgt;0.05 ),故選擇 10% 含藥血清進行后續研究。

3.2含藥血清對RAECs形態學的影響

細胞成像分析結果顯示,正常組RAECs生長狀態良好,呈典型的鋪路石樣結構。與正常組比較,模型組、空白血清組RAECs均顯著受損,細胞數量減少,胞體裂解,鋪路石樣結構減少或消失。與模型組比較,自噬阻斷劑組RAECs顯著緩解,而自噬激動劑組RAECs損傷進一步加重;中藥含藥血清組RAECs數量顯著增加,同時細胞恢復鋪路石樣結構。與自噬激動劑組比較,中藥聯合自噬激動劑組能一定程度逆轉自噬激動劑所致的RAECs形態結構受損。結果見圖1。

3.3含藥血清對RAECs存活率的影響

與正常組比較,模型組、空白血清組RAECs存活率顯著降低 (Plt;0.01 )。與模型組比較,自噬阻斷劑組RAECs存活率顯著升高 (Plt;0.01) ,自噬激動劑組RAECs存活率顯著降低 (Plt;0.05 )。與自噬激動劑組比較,中藥聯合自噬激動劑組RAECs存活率顯著升高(Plt;0.01) 。結果見表1。

表1各組RAECs存活率和上清液中ET-1、NO水平比較 0

a:與正常組比較, Plt;0.01 ;b:與模型組比較, Plt;0.05 ;c:與模型組比較, Plt;0.01 ;d:與自噬激動劑組比較, Plt;0.01 ;e:與自噬激動劑組比較, Plt;0.05

3.4含藥血清對上清液中ET-1及NO水平的影響

與正常組比較,模型組、空白血清組上清液中ET-1水平顯著升高 ??NO 水平顯著降低 (Plt;0.01 )。與模型組比較,自噬阻斷劑組上清液中ET-1水平顯著降低、NO水平顯著升高 (Plt;0.01 ,自噬激動劑組上清液中ET-1水平顯著升高 (Plt;0.05) ,中藥含藥血清組上清液中ET-1水平顯著降低、NO水平顯著升高( Φ-(0.01 或 Plt;0.05 。與自噬激動劑組比較,中藥聯合自噬激動劑組上清液中ET-1水平顯著降低 Plt;0.05 )。結果見表1。

3.5含藥血清對RAECs線粒體活性氧的影響

正常組、模型組、空白血清組、中藥含藥血清組、自噬阻斷劑組、自噬激動劑組、中藥聯合自噬激動劑組RAECs線粒體活性氧水平分別為 20.17±2.88,54.30± 2.85,51.56±4.88,45.62±3.37,33.38±4.89,64.14±3.76, 57.25±4.96 。與正常組比較,模型組、空白血清組RAECs線粒體活性氧水平均顯著升高 (Plt;0.01 )。與模型組比較,自噬阻斷劑組和中藥含藥血清組RAECs線粒體活性氧水平均顯著降低 (Plt;0.01 ,自噬激動劑組RAECs線粒體活性氧水平顯著升高 (Plt;0.01) 。結果見圖2。

3.6含藥血清對RAECs線粒體膜電位的影響

正常組、模型組、空白血清組、中藥含藥血清組、自噬阻斷劑組、自噬激動劑組、中藥聯合自噬激動劑組RAECs線粒體紅綠熒光強度比值分別為 4.07±0.84 、0.29±0.03 、 0.28±0.05 ! 1.27±0.14 ! 2.11±0.12,0.18± 0.03,0.51±0.10 。與正常組比較,模型組、空白血清組RAECs線粒體紅綠熒光強度比值均顯著降低( Plt; 0.01)。與模型組比較,自噬阻斷劑組和中藥含藥血清組RAECs線粒體紅綠熒光強度比值均顯著升高( Plt; 0.01)。結果見圖3。

3.7含藥血清對PINK1/Parkin信號通路相關蛋白表達的影響

與正常組比較,模型組、空白血清組RAECs中PINK1、Parkin、LC3蛋白相對表達量均顯著升高,p62蛋白相對表達量顯著降低 (Plt;0.01 )。與模型組比較,自噬激動劑組RAECs中Parkin、LC3蛋白相對表達量均顯著升高 (Plt;0.01) ),自噬阻斷劑組RAECs中PINK1、Par-kin、LC3蛋白相對表達量均顯著降低,p62蛋白相對表達顯著升高( ΔPlt;0.01 );中藥含藥血清組RAECs中PINK1、Parkin、LC3蛋白相對表達量均顯著降低,p62蛋白相對表達量顯著升高 (Plt;0.01) 。與自噬激動劑組比較,中藥聯合自噬激動劑組RAECs中PINK1、Parkin、LC3蛋白相對表達量均顯著降低, 蛋白相對表達量顯著升高中 Φ- )。結果見圖4、表2。

I:正常組;I:模型組;II:空白血清組;V:中藥含藥血清組;V:自噬阻斷劑組;V:自噬激動劑組;VII:中藥聯合自噬激動劑組。

圖3各組RAECs線粒體膜電位檢測免疫熒光圖

圖4各組RAECs中通路相關蛋白表達電泳圖

I:正常組;ⅡI:模型組;ⅢI:空白血清組;IV:中藥含藥血清組;V:自噬阻斷劑組;VI:自噬激動劑組;VII:中藥聯合自噬激動劑組。

表2各組RAECs中通路相關蛋白表達比較

a:與正常組比較, Plt;0.01 ;b:與模型組比較, Plt;0.01 ;c:與自噬激動劑組比較, Plt;0.01 。

4討論

血管內皮位于血漿與血管平滑肌細胞之間,可以合成與分泌多種活性物質,保證血管正常收縮與舒張]研究表明,降低內皮細胞中的活性氧與炎癥因子水平可以改善血管內皮細胞損傷[12]。本研究通過LPS干預建立RAECs炎癥損傷模型來探討天麻芎苓正眩片對血管內皮細胞損傷的保護機制。結果顯示,經LPS干預后,與正常組比較,模型組上清液中ET-1水平顯著升高、NO水平顯著降低;經天麻芎苓止眩片含藥血清干預后,與模型組比較,中藥含藥血清組以上指標均明顯逆轉,說明天麻芎苓止眩片可保護血管內皮細胞。

線粒體自噬在維持內皮細胞正常功能中發揮重要作用:自噬不足時,胞質內易堆積多余或變性蛋白質和衰老細胞器,引起細胞代謝紊亂,甚至損傷血管內皮組織;自噬被過度激活時會通過非選擇性降解正常的線粒體和線粒體相關蛋白,進一步加重線粒體損傷和能量代謝障礙[3],形成能量代謝紊亂等惡性循環,最終引起血管結構和功能惡化,引發高血壓[4]。PINK1/Parkin信號通路通過調節線粒體自噬,在線粒體質量控制中發揮重要作用[15。正常生理狀態下,具有正常膜電位的健康線粒體通過TOM(線粒體外膜轉位酶)/TIM23(線粒體內膜前導序列轉位酶)復合體將PINK1導人線粒體內膜后降解,使PINK1維持在低水平;線粒體損傷降低線粒體內膜電位,從而直接抑制PINK1進人線粒體。因此,PINK1不斷在線粒體外膜表面積累,并從細胞質中大量募集E3泛素連接酶Parkin[]。LC3和p62是線粒體自噬的關鍵下游蛋白,當發生線粒體損傷時,激活的PINK1/Parkin信號通路通過招募p62并與LC3結合,從而激活自噬溶酶體系統進行降解[1]。本研究結果顯示,經天麻芎苓止眩片含藥血清干預后,RAECs中PINK1、Parkin、LC3蛋白表達下調,p62表達上調;免疫熒光染色結果顯示,含藥血清可降低線粒體活性氧水平,升高線粒體膜電位,調控過度自噬,保護線粒體功能。進一步與自噬激動劑組和自噬阻斷劑組比較發現,PINK1/Parkin信號通路是線粒體自噬調控的關鍵通路,同時,通過對比中藥聯合自噬激動劑組與自噬激動劑組發現,含藥血清能逆轉自噬激動劑造成的自噬增強,與自噬阻斷劑的作用趨勢一致,進一步證明天麻芎苓止眩片含藥血清具有抑制線粒體自噬的作用。

綜上所述,天麻芎苓止眩片可通過調控線粒體自噬來保護血管內皮功能,其作用機制可能與調控PINK1/Parkin信號通路、抑制線粒體自噬有關。

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