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.2008年6月;294(6):H2721-35。
doi:10.1152/ajpheart.00235.2008。 Epub 2008年4月18日。

白藜芦醇和SIRT1的血管保护作用:减轻香烟烟雾诱导的氧化应激和促炎症表型改变

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白藜芦醇和SIRT1的血管保护作用:减轻香烟烟雾诱导的氧化应激和促炎症表型改变

安娜·西沙尔等。 美国生理学杂志心脏循环生理学. 2008年6月.

摘要

膳食多酚化合物白藜芦醇通过激活蛋白质脱乙酰酶沉默信息调节器2/sirtuin 1(SIRT1),延长进化距离较远的生物体的寿命,并可能模拟饮食限制的细胞保护作用。本研究旨在阐明白藜芦醇对香烟烟雾诱导的血管氧化应激和炎症的影响,这是一种临床上高度相关的血管加速老化模型。大鼠暴露在香烟烟雾中会损害乙酰胆碱诱导的颈动脉舒张,而白藜芦醇治疗可以预防这种情况。吸烟和香烟烟雾提取物(CSE)的体外治疗分别增加了大鼠动脉和培养的冠状动脉内皮细胞(CAEC)中的活性氧生成,而白藜芦醇治疗则减弱了活性氧生成。白藜芦醇治疗也能消除吸烟诱导的大鼠动脉炎症标记物(ICAM-1、诱导型一氧化氮合酶、IL-6和TNF-α)上调。白藜芦醇还抑制CSE诱导的CAEC NF-kappaB活化和炎症基因表达。在CAEC中,上述白藜芦醇的保护作用通过SIRT1的敲低而被消除,而SIRT1的过表达模仿了白藜芦醇的作用。白藜芦醇治疗大鼠保护主动脉内皮细胞免受吸烟诱导的凋亡细胞死亡。白藜芦醇对CSE治疗的CAEC也有抗凋亡作用,这可以通过敲除SIRT1而消除。白藜芦醇治疗还能减轻CSE诱导的CAEC DNA损伤(彗星试验)。因此,白藜芦醇和SIRT1发挥抗氧化、抗炎和抗凋亡作用,保护内皮细胞免受吸烟诱导的氧化应激的不利影响。白藜芦醇的血管保护作用可能有助于其在哺乳动物中的抗衰老作用,并且在与加速血管老化相关的病理生理条件下可能特别有益。

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数字

图1
图1
A类:白藜芦醇(Res)治疗对对照大鼠和香烟烟雾暴露大鼠颈动脉环制剂中乙酰胆碱松弛反应的影响(吸烟;见材料和方法)。数据为平均值±SE;n个每组6只动物。B类:Res治疗对O的影响2 •−对照大鼠和暴露于香烟烟雾的大鼠的血管生成。O(运行)2 •−生成量由亮精(5µmol/l)化学发光(CL)法测定。将数据归一化为未治疗对照组的平均值。数据为平均值±SE。C类:代表性荧光显微照片显示,与对照大鼠的血管相比,暴露于香烟烟雾的大鼠颈动脉切片中内皮细胞(箭头)的核溴化乙锭(EB)荧光增强。血管与染料二氢乙硫酸氢钠孵育,当O氧化为EB时,会产生红色核荧光2 •−.Res治疗可防止吸烟引起的血管O增加2 •−生产。为便于定位,显示了弹性薄板的绿色自荧光。Lu,流明;M、 媒体;Ad,外膜。D类:Res治疗对O的影响2 •−对照大鼠和暴露于香烟烟雾的大鼠的心肌生成(有或没有Res治疗)。O(运行)2 •−生成量由亮精(5µmol/l)CL法测定。数据为平均值±SE*P(P)<0.05 vs.未治疗#P(P)<0.05 vs.无Res.AU,任意单位。
图2
图2
A类:用香烟烟雾提取物(CSE;4µg/ml;B类)和未经处理的对照(A类)二氢乙脒染色后。在这些压缩的Z叠加图像中,EB染色的血管平滑肌细胞的细长细胞核(A类C、 右)和内皮细胞的圆形细胞核(A类C、 左)是可视化的。内皮细胞核的不均匀分布是由于制剂的复杂三维结构所致。CSE导致内皮细胞和平滑肌细胞中的核EB染色显著增加。Res预处理显著降低了CSE诱导的两种细胞类型EB染色的增加(C类). 在5个单独的实验中观察到相同的结果(原始放大倍数,×20)。
图3
图3
A类:二氢乙硫胺染色实验的总结数据显示冠状动脉内皮细胞(CAEC)中EB荧光的时间依赖性增强。条形图是归一化为细胞数的斜率因子的汇总数据(即核DNA含量,通过Hoechst荧光强度评估),代表细胞O2 •−生产。CSE(4µg/ml)诱导细胞O显著增加2 •−通过Res(10µmol/l)预处理阻止生成(A类).B类:最初的Western blot显示小干扰RNA(siRNA)处理的CAEC中sirtuin 1(SIRT1)下调。NTC,非转染控制;Scr,加扰siRNA。SIRT1过度表达的影响也显示出来。β-actin用于归一化。条形图(C类)是总密度测定数据。数据为平均值±SE*P(P)与NTC相比<0.05。D类:CAEC中SIRT1(siRNA)的敲低阻止了Res对CSE诱导的氧化应激的抑制作用。E类:CAEC中SIRT1的过度表达阻止了CSE诱导的氧化应激,模拟了Res的作用。F类:CSE也显著增加了H2O(运行)2CAEC中的生产[如二氯荧光素(DCF)荧光法所示],这是通过Res预处理阻止的。数据为平均值±SE;n个=每组8只动物*P(P)<0.05 vs.未治疗#P(P)<0.05 vs.无Res.过表达,过表达。
图4
图4
A类C类:CSE(4µg/ml)处理细胞中显示较强核周MitoSox染色[红色荧光(Flu)]的代表性荧光图像(B类)与未经治疗的对照组相比(A类).C类:Res(10µmol/l)预处理显著降低了CSE诱导的线粒体O2 •−生成。核染色采用Hoechst 33258(蓝色荧光)(原始放大倍数×20)。D类E类:流式细胞术实验的代表性直方图显示CSE呈剂量依赖性(D类)导致CAEC中氧化的MitoSOX的平均荧光强度显著增加,而Res预处理可以阻止这一现象(E类). 实验分四次进行,结果相同。F类:摘要数据。数据为平均值±SE*P(P)<0.05 vs.未治疗#P(P)<0.05 vs.无Res。
图5
图5
报告基因分析显示CSE(4µg/ml)对初级CAEC中NF-κB报告活性的影响。内皮细胞与NF-κB驱动的萤火虫荧光素酶和巨细胞病毒驱动的林蛙荧光素酶构建物瞬时共转染,然后进行CSE刺激。然后对细胞进行裂解并进行荧光素酶活性测定。归一化后,从4到7个独立转染中获得相对荧光素酶活性。还显示了Res(10µmol/l)预处理、SIRT1过度表达和SIRT1(siRNA)敲除对CSE诱导的NF-κB活化的影响。数据为平均值±SE*P(P)< 0.05. 与未经治疗相比#P(P)<0.05,仅与CSE相比。
图6
图6
诱导型一氧化氮合酶(iNOS;A类),ICAM-1(B类),IL-6(C类),IL-1β(D类),肿瘤坏死因子-α(E类)和SIRT1(F类)在对照大鼠、吸烟大鼠(见材料和方法)和吸烟加Res治疗大鼠的冠状动脉中,通过实时定量(q)RT-PCR分析mRNA表达。次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)用于内部标准化。数据为平均值±SE;n个=每组5至6只动物*P(P)<0.05 vs.未治疗#P(P)<0.05 vs.无研究。
图7
图7
用CSE(4µg/ml)孵育对iNOS表达的影响(A类),IL-6(B类)和TNF-α(C类)在CAEC中。还显示了Res(10µmol/l)预处理、SIRT1过度表达和SIRT1(siRNA)敲除对CSE诱导的炎症基因表达的影响。通过实时qRT-PCR分析mRNA表达。HPRT用于内部标准化。数据为平均值±SE;n个每组4-6只动物*P(P)< 0.05. 与未经治疗相比#P(P)<0.05,仅与CSE相比。
图8
图8
A类:末端脱氧核苷酸转移酶dUTP介导的缺口标记(TUNEL)检测结果[左边,TUNEL阳性细胞核呈绿色,弹性层的自荧光显示为取向;中间的碘化丙啶(PI)染色细胞核的红色荧光图像;正确的,合并图像]。与未经处理的血管相比(A类)香烟烟雾暴露显著增加内皮细胞凋亡率(B类). 相反,香烟烟雾暴露后,再处理大鼠血管中TUNEL阳性内皮细胞的数量仍然较低(C类). 为便于定位,显示了弹性层的绿色自荧光。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3/7活性(D类)和DNA片段(E类)显示了经或不经Res治疗的对照大鼠和暴露于香烟烟雾(吸烟;见材料和方法)的大鼠的颈动脉。数据为平均值±SE;n个=每组6只动物(E类). *P(P)<0.05 vs.未治疗#P(P)<0.05 vs.无研究。F类G公司:Res预处理抑制caspase 3/7活性的增加(F类)和DNA片段(G公司)在CSE诱导的CAEC中(4µg/ml)。在CSE治疗的CAEC中,SIRT1(siRNA)的敲除消除了Res的抗凋亡作用。数据为平均值±SE;n个=每组6个实验(G公司). 数据为平均值±SE*P(P)< 0.05. 与未经治疗相比#P(P)<0.05,仅与CSE相比。
图9
图9
彗星实验结果。CAEC用Res(10−5mol/l持续24小时),然后暴露于CSE(0.4至40µg/ml)。A类D类:未经处理的对照细胞中尾部DNA含量的频率分布(A类)和接受CSE或Res加CSE治疗的CAEC[B类D类; 在电泳过程中,受损的DNA从细胞核向阳极迁移,形成一个彗星形状,有一个头部(DNA完整的细胞核)和一个尾部(松弛和断裂的DNA)]。E类:汇总数据。Res预处理显著减弱了CSE诱导的尾DNA含量增加*P(P)< 0.05.

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引用人

工具书类

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