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血管内皮细胞功能障碍和小胶质细胞的激活分别与心脑血管疾病(如动脉粥样硬化)和神经退行性病变(如老年性痴呆)有着密切的联系,炎症损伤是重要的诱因,控制炎症发生是改善内皮细胞功能,抑制小胶质细胞活化,保护二者免受损伤,预防和治疗心血管疾病和神经系统疾病的一个重要手段。本研究主要探讨中药活性成分川芎嗪(TMP)对炎性损伤的血管内皮细胞和小胶质细胞的保护作用。
PartⅠ:TMP对炎性损伤的内皮细胞的保护作用研究
为了探讨TMP对氧化应激所致内皮细胞损伤的保护作用,首先,采用体外自由基清除试验证明川芎嗪具有显著的OH清除能力,对DPPH和NO均具有一定的清除能力,而对H2O2及脂质过氧化反应清除作用不明显。其次,我们以人脐静脉内皮细胞(HUVECs)为模型探讨TMP对H2O2诱导的氧化损伤的保护作用。结果表明,TMP预处理24 h可抑制H2O2引起的HUVEC细胞活力下降,并呈浓度依赖关系(76.5%vs control,P<0.05,H2O2400μM for12 h;88.7%vs control,TMP150μg/ml时),并抑制胞内ROS的生成(83.1%vs H2O2组,P<0.05,TMP150μg/ml)。另外,TMP上调超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性(TMP为150μg/ml时分别为H2O2组的144.1%和118.3%,P<0.05),降低细胞内MDA、NO及NOS的水平(TMP为150μg/ml时分别为H2O2组的83.8%,91.2%and78.7%,P<0.05),并且TMP预孵育24 h有效抑制H2O2诱导的细胞凋亡和周期改变。
为了验证TMP对炎症诱发的内皮细胞的保护作用,检测了TMP对LPS诱导引起的HUVEC细胞损伤的保护作用。以TMP与LPS同内皮细胞孵育后不引起细胞活力的明显改变(P>0.05)条件下确定药物浓度,排除实验模型中药物细胞毒作用。结果显示,LPS可抑制细胞NOS活性(67.3%vs control组,P<0.05)及胞内外NO含量(分别为control组的68.8%和87.2%,P<0.05),增加胞内ROS水平(195.2%vs control组,P<0.01),促进细胞凋亡(150.6%vs control组,P<0.05),抑制正常细胞周期的进程(G0/G1期细胞109.9%vs control组,P<0.05),而TMP可恢复LPS所致的上述效应,并具有浓度依赖关系。综上,此部分研究证明TMP可以抑制H2O2及LPS诱导的内皮细胞损伤。
PaltⅡ:TMP对炎性损伤的小胶质细胞的保护作用研究
为了探讨TMP对LPS诱导的N9小胶质细胞炎性激活的保护作用,N9细胞先与。TMP(对照为不含药物培养基)孵育4-24 h再加LPS刺激,测定细胞活力,确立试验模型的用药浓度和作用时间,在此条件下测定相应的生物效应。结果显示:TMP对硝普钠溶液中产生的NO产物没有直接清除作用,但可抑制LPS诱导的N9细胞中NO的分泌。而且,TMP在转录和翻译水平下调LPS诱导的N9细胞iNOS的高表达。同时,TMP抑制LPS诱导的N9细胞中NF-κB从胞浆到胞核的核转位,抑制p38 MAPK、ERK1/2、JNK及Akt的磷酸化水平,但对P13K的磷酸化影响不明显。深入研究表明,p38 MAPK、ERK1/2、JNK及P13K特异性抑制剂可以抑制LPS诱导的iNOS蛋白水平的表达。另外,TMP还可抑制LPS诱导的N9细胞中ROS的形成。表明:TMP通过MAPK和P13K途径抑制LPS诱导的NO及iNOS的表达,并可抑制胞内ROS的生成。这可能是TMP恢复炎性损伤的分子机制之一。
综上所述,本研究表明川芎嗪对炎性损伤的内皮细胞和小胶质细胞具有一定的保护作用。