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背景:内皮细胞在调节血管功能、生理和病理生理过程中起着至关重要的作用,内皮细胞(Endothelial cell, EC)氧化应激损伤(oxidative stress injury, OSI)是动脉粥样硬化、高血压和糖尿病等心血管疾病的重要组成部分,预防和治疗内皮OSI具有很重要的临床意义。但是由于OSI有多种细胞因子和信号通路参与其中,因此迄今OSI的病理生理机制尚未明了。过氧化氢(H2O2)处理细胞可以在短时间内模拟细胞OSI。Notch1信号通路是一种生物进化过程中高度保守的信号通路,且在调控生长发育过程中起着非常重要的作用。Notch1通路调控细胞间的联系、细胞质内的信号转导以及细胞核内的基因转录,此外,Notch1通路还影响细胞活动,包括细胞增殖、迁移、生长、分化和死亡。最新研究表明,上调Notch1信号通路可加重OSI,提示抑制Notch1信号通路可能会是一种保护细胞免受OSI的有效方法。姜黄素(Curcumin, Cur)是一种常见的传统中药,是从姜科天南星植物的根茎中提取的一种天然物质,具有广泛的生物学效应。姜黄素在心血管领域具有心肌保护、抗炎、抗氧化、抗癌等多重心血管保护作用。然而,Cur抗H2O2诱导的OSI是否通过调控Notch1信号通路实现尚需进一步研究。目的:在此项研究中,我们通过建立细胞OSI模型初步探索Notch1信号通路在过氧化氢(H2O2)诱导的人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)氧化应激损伤过程中所扮演的角色,以及Cur在此过程中是否具有保护作用,且是否通过调控Notch1信号通路发挥作用。方法:实验一,DAPT(γ-分泌酶抑制剂),是Notch1信号通路的特异性阻断剂,我们用DAPT和Notch1siRNA干扰来研究Notch1信号通路在氧化应激损伤中所起的作用。我们把体外培养的人脐静脉内皮细胞分为六组,空白组、H2O2组、H2O2+DAPT组、H2O2+Notch1siRNA组、DAPT组和Notch1siRNA组。选取不同浓度梯度的H2O2(100、200、400μmol/l)的培养液下培养,损伤时间控制为4小时,建立氧化应激损伤模型。各组细胞经处理后, MTT检测细胞存活率,TUNEL染色法检测细胞凋亡率,检测细胞粘附力和迁移力,专用试剂盒检测各组细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量和氧自由基(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)的含量,免疫荧光和West-blot检测各组细胞各蛋白Notch1、Hes1、Bcl-2、Caspase3、Bax、细胞色素C (cytochrome C)的表达水平。实验二,通过实验一我们把400μmol/l浓度H2O2损伤4小时这个损伤条件作为实验二的损伤条件。细胞分为四组,空白组、H2O2组、Cur+H2O2组和Cur组,细胞处理方法同上,各组细胞经处理后, MTT检测细胞存活率,TUNEL染色法检测细胞凋亡率,检测细胞粘附力和迁移力,专用试剂盒检测各组细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量和氧自由基(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)的含量,免疫荧光和West-blot检测各组细胞各蛋白Notch1、Hes1、Bcl-2、Caspase3、Bax、细胞色素C (cytochrome C)的表达水平。结果:实验一,MTT分析和TUNEL染色研究结果显示,与空白对照组相比,H2O2组细胞存活率和粘附能力显著降低,凋亡率显著升高,且呈浓度和时间依赖效应(P<0.01)。酶学测定显示,与空白对照组相比,H2O2组细胞LDH释放量和ROS含量显著升高,SOD、GSH-Px和MDA含量显著降低(P<0.01)。West-blot结果显示,与空白对照组相比,H2O2可显著上调Notch1和Hes1的表达,且浓度越高,Notch1和Hes1上调越明显(P<0.01)。我们还发现,400μmol/l浓度H2O2损伤4小时损伤适中,于是我们把其作为下一步的研究的损伤条件。与H2O2组相比,DAPT+H2O2组和H2O2+Notch1siRNA组细胞存活率和粘附能力显著升高,凋亡率显著下降,细胞LDH释放量和ROS含量显著降低,SOD、GSH-Px和MDA含量显著升高(P<0.01)。West-blot结果显示,与H2O2组相比,DAPT和Notch1siRNA可显著下调Nothc1、Hes1、Caspase3和Bax的表达,上调Bac-2的表达(P<0.01)。与空白对照组相比,单独DAPT组和Notch1siRNA组细胞无明显变化,无统计学差异。结果表明,抑制Notch1信号通路可以拮抗人脐静脉内皮细胞氧化应激损伤,提示Notch1信号通路在HUVECs氧化应激损伤中扮演重要角色。实验二,与空白对照组相比,H2O2组细胞存活率和粘附能力显著降低,凋亡率显著升高(P<0.01)。酶学测定显示,与空白对照组相比,H2O2组细胞LDH释放量和ROS含量显著升高,SOD、GSH-Px和MDA含量显著降低(P<0.01)。West-blot结果显示,与空白对照组相比,H2O2可显著上调Notch1和Hes1的表达(P<0.01)。与H2O2组相比,Cur+H2O2组细胞存活率和粘附能力显著升高,凋亡率显著下降,细胞LDH释放量和ROS含量显著降低,SOD、GSH-Px和MDA含量显著升高,且在25μM浓度Cur处理条件下效果最明显(P<0.01)。West-blot结果显示,与H2O2组相比,Cur可显著下调Nothc1、Hes1、Caspase3和Bax的表达,上调Bac-2的表达(P<0.01)。与空白对照组相比,单独加Cur组细胞无明显变化,无统计学差异。结果表明,Cur可拮抗HUVECs氧化应激损伤,且这种作用是通过抑制Notch1信号通路来实现。结论:抑制Notch1信号通路可拮抗内皮细胞氧化应激损伤,且姜黄素可保护血管内细胞免受氧化应激的损害,且是通过抑制Notch1信号通路实现对细胞氧化应激损伤的拮抗作用。