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目的:
动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是由多种因素和作用环节介导的慢性进行性病理过程,炎症和血脂异常是AS发生的主要动因。目前广泛认为AS是一种脂质在血管内膜沉积、内皮细胞受损、血小板和白细胞(单核细胞)黏附浸润伴平滑肌细胞和胶原纤维增生的慢性炎症过程。众多的研究表明,依据动脉粥样硬化中的两个主要假设:氧化和炎症,NF-κB在动脉粥样硬化的治疗中特别是在预防中作为一个主要的治疗靶点,因此抑制NF-κB信号通路的激活是一种抗炎策略。本课题针对NF-κB信号通路的调节进行中药筛选,并对其抗炎机制进行研究,以期为开发具有防治AS的新药提供理论基础。
方法:
1.我们将所构建的NF-κB荧光素酶报告质粒转染入HEK293细胞中,通过TNF-α刺激并加入待筛选的化合物进行干预,然后检测荧光素酶活性来反映NF-κB表达情况,筛选可有效抑制NF-κB表达的化合物。
2.以离体培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)为研究对象,给与HUVECs100ng/mLLPS分别处理0,10,20,30,60,120min,WesternBlot法考察LPS对IκBα及p-IκBα蛋白表达的影响;给与HUVECs欧当归内酯-A50μM预孵育1h后,LPS处理不同时间,考察药物对LPS诱导的IκBα、p-IκBα及IκBβ蛋白表达的影响;不同浓度欧当归内酯-A干预HUVECs,LPS处理30min,考察药物不同浓度对LPS诱导的IκBα、p-IκBα及Syk蛋白表达的影响。
3.欧当归内酯-A预处理HUVECs,LPS刺激16h诱导VCAM-1的表达,考察U937单核细胞与HUVECs的粘附情况。
4.实时定量PCR法检测欧当归内酯-A对TNF-α诱导的相关炎症因子mRNA的影响。
5.siRNA-Syk转染HUVECs,WesternBlot法考察Syk在LPS诱导的NF-κB的活化中的影响;实时定量PCR法考察siRNA-Syk对粘附分子VCAM-1的mRNA水平的影响。
结果:
1.在转染NF-κB基因报告系统的HEK293/NF-κB-(l)uc细胞上,欧当归内酯-A、2FS-34及DQ-16能有效抑制TNF-α刺激NF-κB的转录活性,并呈现明显的浓度依赖性。其IC50值分别为29μM、24.9μM及48μM。
2.欧当归内酯-A抑制TNF-α诱导的相关炎症因子mRNA的表达。
3.LPS单独刺激20-30min时IκBα的表达明显降低,之后出现恢复,欧当归内酯-A作用后IκBα无明显变化;LPS诱导IκBα的磷酸化呈现一定的时间振荡关系,欧当归内酯-A作用后p-IκBα也无明显变化;欧当归内酯-A上调IκBα的表达及下调p-IκBα的表达均呈现浓度依赖性;欧当归内酯-A对IκBβ的表达无影响。
4.欧当归内酯-A抑制Syk的磷酸化呈现浓度依赖性;同时欧当归内酯-A在体外可以直接抑制Syk的活性,并呈浓度依赖性抑制,其IC50值0.129μM。
5.siRNA-Syk转染HUVECs后可特异性的沉默Syk的表达,同时抑制IκBα的磷酸化,上调IκBα的表达;siRNA-Syk可抑制LPS刺激的VCAM-1的mRNA水平。
结论:
本课题我们利用细胞水平上的高通量筛选,得到了三个新的NF-κB信号通路的抑制剂:欧当归内酯-A、2FS-34及DQ-16。在转染NF-κB基因报告系统的HEK293/NF-κB-luc细胞上三种中药单体化合物能有效抑制TNF-α刺激NF-κB的转录活性。作用机制研究表明欧当归内酯-A抑制NF-κB的活性与其抑制IκBα的磷酸化有关,欧当归内酯-A作用于Syk的上游的靶点,抑制LPS诱导的Syk的磷酸化,进而抑制IKKα和IKKβ,导致IκBα的磷酸化和降解及随后的NF-κB转位入核和跟κB增强子序列的结合受到抑制,但是对IκBβ无影响,最终引起下游基因VCAM-1的表达降低及COX-2的表达上调;同时欧当归内酯-A可抑制LPS诱导的单核细胞向内皮细胞的粘附。这些结果表明,欧当归内酯-A很可能作为靶向NF-κB的抗炎候选药物用于动脉粥样硬化的防治。