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目的: 内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)的生物学特性和治疗作用是心血管领域研究的热点。EPCs功能损伤与心肌梗死等心血管疾病的预后呈负相关,因此EPCs可作为治疗心血管疾病的新靶点。迄今为止,有关阿司匹林和氯吡格雷这两种临床最常用的抗血小板药物对心肌梗死后EPCs数目和功能的影响及其可能的机制并无明确的报道。本项目拟研究阿司匹林和氯吡格雷对心肌梗死大鼠EPCs数目和功能的影响,并探索可能的机制。 方法: 雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为五组:假手术组、心肌梗死模型组、阿司匹林治疗组、氯吡格雷治疗组以及阿司匹林/氯吡格雷联合治疗组。其中,阿司匹林给药剂量为20mg/kg/d,氯吡格雷给药剂量为15mg/kg/d,假手术组和心肌梗死模型组给予同等剂量的溶剂灌胃处理。在给药后第1、2周处死动物,收集大鼠外周血和骨髓用于后续实验研究。 1.阿司匹林和氯吡格雷对心肌梗死大鼠外周血中的循环EPCs数目的影响 从大鼠腹主动脉采集外周血液样本,通过Ficoll梯度密度离心方法分离外周血单核细胞群,经Sca-1和Flk-1染色处理后,采用流式细胞术检测外周血样本中的Sca-1+/Flk-1+细胞(即循环EPCs)数目,并进行比较分析。 2.阿司匹林和氯吡格雷对体外培养心肌梗死大鼠骨髓EPCs(bone marrow-derived EPCs,BM-EPCs)细胞功能的影响 采用无菌操作技术,从大鼠股骨和胫骨收集骨髓,用EGM-2内皮细胞专用培养基进行体外诱导培养,以获得BM-EPCs。待BM-EPCs培养成熟后,收集细胞,对各处理组大鼠BM-EPCs细胞功能(迁移、小管形成、粘附)进行检测分析。 1)细胞迁移 准备迁移板(Transwell板),在下室中加入适量含血清溶液,将收集的成熟BM-EPCs接种于Transwell板上室中,一段时间后,染色观察细胞迁移情况,并计数分析。 2)小管形成 准备96孔细胞培养板,在培养板中加入适量Matrigel试剂,将收集的成熟BM-EPCs接种于Matrigel预处理的96孔细胞培养板中,一段时间后,镜下观察细胞成小管情况,计数各处理组大鼠BM-EPCs小管形成数目并比较分析。 3)细胞粘附 准备96孔细胞培养板,在培养板中加入适量Fibronectin溶液。孵育一段时间后,弃去Fibronectin,将收集的成熟BM-EPCs接种于Fibronectin包被的96孔细胞培养板中,一段时间后,染色观察细胞粘附情况,并计数分析。 3.阿司匹林和氯吡格雷对体外培养心肌梗死大鼠BM-EPCs中TSP-1和VEGF表达的影响 待BM-EPCs培养成熟后,收集各处理组细胞培养上清,采用蛋白免疫印迹技术检测上清中TSP-1蛋白水平;同时,采用ELISA方法对上清中的VEGF进行含量测定。 结果: 1.阿司匹林和氯吡格雷增加心肌梗死大鼠外周血中的循环EPCs数目 流式细胞术检测结果显示,与假手术组相比,心肌梗死后,大鼠外周血中的循环EPCs数目显著减少(1w:0.27±0.05vs1.00±0.08P<0.01;2w:0.21±0.09vs1.00±0.12,P<0.01)。阿司匹林治疗明显增加心肌梗死大鼠外周血中的循环EPCs数目(1w:0.58±0.09vs0.27±0.05P<0.05;2w:0.62±0.07vs0.21±0.09,P<0.05);氯吡格雷治疗1w后,心肌梗死大鼠外周血中的循环EPCs数目发生明显改变(1.31±0.11vs0.27±0.05,P<0.01);两药联合治疗心肌梗死大鼠1w后,循环EPCs数目亦明显增多(0.97±0.16vs0.27±0.05,P<0.01)。 2.阿司匹林和氯吡格雷改善心肌梗死大鼠BM-EPCs的细胞功能 心肌梗死后,大鼠BM-EPCs出现明显的功能损伤。与假手术组相比,心肌梗死组大鼠BM-EPCs细胞迁移能力降低,在心梗后第2周最明显(23.0±1.5vs48.2±3.0,P<0.01);小管形成能力明显降低(1w:10.2±0.5vs40.1±1.4,P<0.01;2w:27.3±1.4vs42.1±1.1,P<0.01);心肌梗死后第2周细胞粘附功能明显受损(312.2±14.3vs446.2±13.8,P<0.01)。阿司匹林治疗明显减轻心肌梗死大鼠BM-EPCs功能损伤,表现为:迁移能力增强(2w:32.0±1.7vs23.0±1.5,P<0.01),小管形成增多(1w:51.9±1.1vs10.2±0.5,P<0.01;2w:42.3±1.2vs27.3±1.4,P<0.01)以及细胞粘附增多(2w:434.0±20.8vs312.2±14.3,P<0.01)。氯吡格雷药物治疗对心肌梗死导致的大鼠BM-EPCs功能损伤也起到了保护性的作用。除了迁移功能外,两药联合治疗心肌梗死大鼠能够明显改善BM-EPCs的小管形成能力和粘附功能。 3.阿司匹林和氯吡格雷抑制心肌梗死大鼠BM-EPCs分泌TSP-1蛋白,促进VEGF的表达 采用蛋白免疫印迹技术对各处理组大鼠BM-EPCs培养上清中的蛋白进行检测分析显示,与假手术组相比,心肌梗死后,细胞培养上清中的TSP-1蛋白水平升高;同时,ELISA检测结果显示,VEGF表达量明显减少(2w:397.8±17.5vs873.6±31.5,P<0.01)。阿司匹林和氯吡格雷治疗可不同程度地抑制心肌梗死大鼠BM-EPCs中TSP-1的表达。阿司匹林治疗2w后,心肌梗死大鼠BM-EPCs中VEGF的表达明显增多(542.8±40.7vs397.8±17.5,P<0.05);氯吡格雷治疗2w后明显促进心肌梗死大鼠BM-EPCs表达VEGF(533.4±35.0vs397.8±17.5,P<0.05);然而,两药联合治疗心肌梗死大鼠对BM-EPCs中VEGF的表达未产生明显影响。 结论: 抗血小板药阿司匹林和氯吡格雷能够增加心肌梗死大鼠外周血中的循环EPCs数目,改善心肌梗死后BM-EPCs功能障碍。阿司匹林和氯吡格雷减轻心肌梗死大鼠EPCs损伤可能与细胞分泌TSP-1减少,VEGF表达增多有关。