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研究背景:表氧化二十碳三烯酸(EpoxyeicosatrienoicAcids,EETs)是花生四烯酸(ArachidonicAcid,AA)经细胞色素P450(CytochromeP450,CYP450)表氧化酶代谢产生的生物活性物质。AA是人体内多种重要心血管活性物质的前体,主要是以酯化的形式存在于细胞膜的内表面,在脂解激素作用下可由磷脂酶A2水解释放至细胞浆内。对AA的研究已有多年,最为人们熟知的是环氧化酶和脂质氧化酶代谢途径,近年研究发现还可通过细胞色素P450途径代谢(即AA代谢的第三条途径),AA经表氧化酶代谢产生四种EETs(5,6-,8,9-,11,12-和14,15-EET)。EETs具有与一氧化氮(NO)和前列环素(PGI2)相似的舒张血管的特性,由于早期研究发现它通过激活钙离子敏感的钾通道,使平滑肌细胞处于超极化状态而扩张血管,因此被提议为内皮源性超极化因子(Endothelium-DerivedHyperpolaringFactors,EDHFs)。近几年的研究发现,EETs在脉管系统中发挥着扩张血管以外的多种重要生物学作用,例如,生理量的EETs(100nM)或过度表达CYP-2J2可以减少细胞因子诱导的内皮细胞粘附分子的表达。国外已有学者研究发现EETs具有抗过氧化氢、鬼臼乙叉苷等因素诱导LLCPKcl4细胞凋亡的作用,然而EETs是否也具有抑制LPS诱导牛主动脉内皮细胞的凋亡作用,尚无相关报道。本研究通过给予BAECs外源性的EETs或重组腺相关病毒(recombinantadeno-associatedvirus,rAAV)介导的表氧化酶基因过度表达,研究它们对LPS诱导BAECs凋亡的影响,同时对其相关的信号转导机制进行初步探讨。
方法:在原代培养的BAECs中,分别给予三种外源性EETs(8,9-,11,12-,和14,15-EET)一小时后或利用重组腺相关病毒转染细胞色素P450表氧化酶基因CYP-2C11OR,CYP-2J2和CYP-F87V一周后,用LPS(100ng/ml)诱导内皮细胞凋亡,通过细胞形态学(吖啶橙/溴化乙锭染色)、Caspase3活性检测和流式细胞仪计数观察其凋亡变化,同时用Westernblot法检测抗凋亡蛋白Bcl-2的表达水平,以及信号分子PI-3K/AKT和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)P38、ERK1/2的磷酸化水平。分别用MEK抑制剂PD98059、MAPK抑制剂Apigenin、PI-3K抑制剂LY294002和AKT抑制剂预处理细胞后,观察EETs对LPS诱导的BAECs凋亡的影响。
结果:LPS对BAECs的毒性作用呈剂量依赖性和时间依赖性。LPS可明显诱导BAECs凋亡,但8,9-,11,12-,和14,15-EET干预的BAECs凋亡细胞数(分别为37.03%±3.014%、33.45%±7.918%和35.75%±7.858%)明显少于溶媒对照组(47.33%±3.154%)。同样地,转染细胞色素P450表氧化酶基因后,由LPS诱导的凋亡细胞数明显少于对照组。而内源性P450表氧化酶抑制剂17-ODYA处理组的凋亡细胞数明显高于对照组。EET处理组和转基因组BAECs的Bcl-2和PI-3K表达水平,ERK1/2和AKT的磷酸化水平均高于对照组,P38磷酸化水平低于对照组。而17-ODYA处理组亦与之相反。MEK抑制剂PD98059、MAPK抑制剂Apigenin、PI-3K抑制剂LY294002和AKT抑制剂均可部分阻断EETs的作用。
结论:细胞色素P450表氧化酶代谢产物EETs能明显的抑制LPS诱导的BAECs凋亡,其机制可能是EETs通过下调P38的磷酸化水平,增加ERK的磷酸化水平,减缓Bcl-2的降解,以及激活PI-3K/AKT和其他多条途径发挥抗凋亡作用。这表明细胞色素P450表氧化酶可能有保护心血管系统,防止其受到炎症损伤的作用。