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背景: 冠状动脉粥样硬化性心脏病是严重威胁人类健康的重大疾病。巨噬细胞活化和泡沫细胞形成是动脉粥样硬化(AS)发生发展的关键步骤。最新研究发现,CD163是只存在单核巨噬细胞膜上的跨膜分子,在炎症刺激的作用下可从膜上脱落形成可溶性的CD163(sCD163),而 sCD163被认为是巨噬细胞活化的标志。活化的巨噬细胞通过其表面的清道夫受体(如SR-A、CD36、CXCL16、CD68等)摄取ox-LDL,形成富含脂质的泡沫细胞,泡沫细胞堆积形成脂质条纹或脂质斑块,最终导致AS的形成和发展。 血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)是一种内源性的催化血红素分解的限速酶,它通过催化降解血红素生成等摩尔的CO、胆红素、游离铁离子,从而发挥其抗氧化、抗炎、抑制血管内膜增生和血管扩张的作用。前期研究发现,CAD患者外周血单个核细胞HO-1表达升高,且表达强度与临床表型有关,说明HO-1在AS形成过程中发挥了有益的作用。但HO-1能否通过调节巨噬细胞上sCD163和清道夫受体(SR-A、CD36、CXCL16、CD68)的表达,影响巨噬细胞活化和泡沫细胞的形成还尚未见报道。 目的: 本研究将采用人单核细胞系THP-1细胞为研究对象,通过构建单核细胞来源性泡沫细胞模型,观察HO-1对巨噬细胞活化标志sCD163和清道夫受体(SR-A、CD36、CXCL16、CD68)的影响,探讨HO-1在巨噬细胞活化和泡沫细胞形成中作用,为HO-1应用于冠心病的预防和治疗提供新的理论依据。 方法: 1.用含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基培养人单核细胞系THP-1细胞,然后以100 nmol/L佛波酯(PMA)孵育48 h,诱导使其分化为巨噬细胞,倒置显微镜观察巨噬细胞的形态,流式细胞仪检测巨噬细胞膜上CD14的表达。 2.用地塞米松(DXM)与THP-1源性巨噬细胞孵育24小时,使其膜上的CD163表达最大化,再用不同浓度LPS(10、100、1000、10000 pg/mL)脂多糖(LPS)作用1小时,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测和流式细胞仪分别检测LPS对sCD163和CD163的影响。 3.分别用HO-1诱导剂CoPP IX和HO-1抑制剂ZnPP IX预处理CD163高表达的THP-1源性巨噬细胞12小时后,再用1 ng/ml的LPS刺激1小时,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测和流式细胞仪分别检测HO-1对LPS诱导的sCD163和CD163表达的影响。 4.用不同浓度(0、25、50、100mg/L)ox-LDL与THP-1源性巨噬细胞共同孵育24小时,或用100mg/L的ox-LDL作用不同时间(0、12h、24h、48h),油红O染色观察巨噬细胞源性泡沫细胞形态,蛋白免疫印迹(Western Blot)方法检测ox-LDL刺激后对清道夫受体(SR-A、CD36、CXCL16、CD68)和HO-1蛋白表达的影响。 5.分别用HO-1诱导剂CoPP IX和HO-1抑制剂ZnPP IX预处理THP-1源性巨噬细胞12小时后,再用100 mg/L的ox-LDL孵育24小时,蛋白免疫印迹(Western Blot)方法检测HO-1对ox-LDL诱导的清道夫受体(SR-A、CD36、CXCL16、CD68)蛋白表达的影响。 结果: 1. PMA可使大部分的THP-1单核细胞诱导为巨噬细胞,并进一步与ox-LDL孵育后可形成泡沫细胞。 2. LPS能引起THP-1巨噬细胞膜上CD163的脱落,即使细胞培养液中sCD163的生成增多,巨噬细胞膜上CD163的表达减少。 3.诱导HO-1高表达能抑制LPS诱导的CD163的脱落,即增加巨噬细胞膜上CD163的表达,减少细胞培养液中的sCD163的生成。 4. ox-LDL能诱导THP-1源性巨噬细胞内HO-1的表达,并呈时间和浓度依赖性。 5. ox-LDL能增加THP-1源性巨噬细胞膜上清道夫受体(SR-A、CD36、CXCL16、CD68)的表达,诱导HO-1高表达抑制SR-A、CD36、CXCL16的表达,但不影响CD68的表达。 结论: HO-1可以通过抑制LPS诱导的CD163的脱落,减少巨噬细胞的活化;并通过减少巨噬细胞膜上SR-A、CD36、CXCL16的表达,抑制脂质的摄入,减少泡沫细胞的形成。因此,诱导HO-1的高表达对缓解动脉粥样硬化的发生发展起着关键作用。