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动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是严重危害人类健康的常见病,由As所导致的心脑血管疾病目前是威胁人类健康和引起死亡的主要疾病之一。人类对As的发生、发展机制的认识经历了数百年的历程,出现了脂质清润学说、内皮损伤学说、受体缺失学说、细胞因子学说等。目前对于动脉粥样硬化比较统一的认识是:在危险因素(高血压、高血脂、吸烟等)的作用影响下,首先出现内皮功能损伤,内皮通透性增加,单核细胞激活,低密度脂蛋白胆固醇(LDL—C)、单核细胞聚集于内皮下,并在血管壁中引发炎症反应;在氧化应激、细胞因子等的作用下,进入动脉壁的LDL—C被氧化,形成氧化低密度脂蛋白胆固醇(oxLDL);分化的巨噬细胞吞噬oxLDL,形成泡沫细胞,然后泡沫细胞坏死破裂释放出脂质从而形成脂核,并进一步形成斑块;同时,平滑肌细胞增殖、迁移,加速脂质吞噬以及动脉粥样硬化的进程。
血浆中胆固醇水平是影响动脉粥样硬化发生发展的一个重要因素。而胆固醇水平的调节是一个非常复杂的过程,它包括了胆固醇的摄取、生物合成、转运、代谢以及分泌等环节。近年来的研究发现胆固醇的外排以及逆转运(Reversecholesteroltransport,RCT)是影响血浆胆固醇水平及As病程的重要环节,也是筛选抗As药物的重要的靶点。
脂蛋白尤其是低密度脂蛋白(LDL)在动脉粥样硬化的发生发展过程中也起着非常重要的作用,而LDL促进动脉粥样硬化的发生发展主要是通过其氧化代谢产物氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)的作用得以实现,因此oxLDL与动脉粥样硬化之间有着十分重要的联系。
研究目的:
目前针对As强致病因素—oxLDL与As的关系的研究主要集中在oxLDL在动脉粥样硬化发生的局部,如主动脉壁。而oxLDL除了在As发生发展过程中升高并在动脉壁沉积促使As进一步发生发展以外,其在整体水平对于胆固醇代谢相关环节的研究较少。本实验主要从oxLDL对血浆胆固醇代谢水平影响角度,以胆固醇代谢主要器官肝脏为主要研究对象,以ApoE—/—小鼠为疾病模型并结合体外细胞水平实验,初步探讨了oxLDL对于动脉粥样硬化疾病模型肝脏中胆固醇逆转运(RCT)相关基因表达水平的影响以及其可能的机制。
研究方法:
一、apoE—/—小鼠体内实验
1.动物分组及处理;
2.采用酶法试剂盒测定血清中甘油三酯(TG)以及总胆固醇(TC)水平,用ELISA方法测定血清中oxLDL水平;
3.主动脉弓动脉粥样硬化斑块面积的测定;
4.用Real—TimePCR方法检测肝脏中RCT相关基因水平。
二、体外HepG2细胞水平实验
1.HepG2细胞分组及处理;
2.采用密度梯度离心法制备oxLDL;
3.MTT法检测LDL及oxLDL对HepG2细胞增殖及毒性影响;
4.用Real—TimePCR方法检测HepG2细胞内RCT相关基因水平。
研究结果:
一、apoE—/—小鼠体内实验
1.血清测定发现16周组到40周组各组之间TG以及TC水平未见明显差异。并且同周龄模型组与维生素E给药组之间也未见明显差异。oxLDL水平从第16周到第24周呈现出一个随周龄逐渐上升的趋势,而从第24周到第40周,又随周龄的增加逐渐下降。并且在14周以前给予维生素E治疗10周,其血清oxLDL水平显著低于同周龄模型组,但14周以后给予维生素E却未见效果。
2.主动脉弓动脉粥样硬化斑块面积的测定发现,随着周龄的增加,apoE—/—小鼠主动脉弓处As斑块面积显著增加。并且在第6周、第10周以及第14周给予维生素E治疗,与同周龄模型组相比,可以分别减少As斑块面积约41%、29%以及17%。
3.利用Real—TimePCR方法检测肝脏中RCT相关基因水平,结果显示随着疾病发展,小鼠肝脏内PPARα表达水平逐渐升高。然而,作为PPARα下游的apoA1、SR—B1水平却显著下降。同时RXRmRNA水平也随周龄增加出现显著下降。
二、体外HepG2细胞水平实验
1.通过MTT法检测我们发现,oxLDL在较低浓度(25μM)时具有促进细胞增殖的作用,而在较高浓度(100、200pM)时明显抑制细胞活性。
2.利用Real—TimePCR方法检测HepG2细胞内RCT相关基因水平,结果可见随着刺激时间的增加,PPARαmRNA表达水平出现显著上调,而作为其下游基因的apoA1、SR—B1表达下调。同时视黄醛受体RXR表达也随刺激时间的增加呈现较为显著的下调趋势。与oxLDL组相比,LDL各时间组各目的基因表达水平均未出现明显的趋势性变化。
小结
1.在正常饲料喂养的apoE—/—小鼠动脉粥样硬化疾病模型在疾病中末期其血清中TG以及TC含量在一个较高水平上基本保持稳定。而此时血清中oxLDL水平却随病程继续同步升高,并且这种升高与主动脉弓As斑块面积增加亦同步。同时在疾病早期(第6周、第10周以及第14周)给予维生素E干预治疗,其血清中oxLDL水平以及主动脉弓斑块面积相比同周龄模型组小鼠均有较显著降低。
2.oxLDL可能是通过下调肝细胞视黄醛受体RXR表达水平,进而减少其与PPARα发生结合,减少了具有激活下有基因活性的PPARα/RXR异源二聚体的形成,从而抑制了PPARα激活其下游基因(apoA1、SR—B1)的功能,最终导致其下游基因表达水平下降,进而推进动脉粥样硬化进一步发展恶化。