实验研究
缺氧诱导下人微血管内皮细胞的活化与腺苷水平的关系
中华实验眼科杂志, 2017,35(1) : 26-31. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.01.006
摘要
背景

目前普遍认为视网膜局部缺氧状态是诱导视网膜新生血管形成的主要原因之一,其发病机制研究是国内外的研究热点。研究证实缺氧刺激下多种转录因子活性增加可促进微血管内皮细胞活化,导致新生血管形成,其中除血管内皮生长因子外,腺苷促血管生成作用也逐渐受到关注。

目的

研究缺氧诱导下微血管内皮细胞的活化过程与腺苷水平之间的关系,探讨腺苷微环境对血管生成的促进作用。

方法

对人微血管内皮细胞株(HMEC-1)进行体外培养,将培养的细胞分为常氧组和缺氧组,常氧组细胞置于5%CO2的细胞培养箱内培养,缺氧组细胞置于体积分数1% O2、94%N2和5%CO2的细胞培养箱内培养。采用CCK8法和EDU法检测各组细胞增生的吸光度(A值)和增生比例;采用Transwell小室法检测各组迁移细胞数与侵袭细胞数;采用Western blot法检测细胞中CD39和CD73蛋白的相对表达水平,采用免疫荧光法检测细胞中CD39和CD73的表达;采用高效液相仪检测各组细胞中的腺苷浓度。

结果

常氧组和缺氧组培养后12 h细胞增生值(A值)分别为0.715±0.067和0.821±0.056,培养后24 h A值分别为0.946±0.028和0.998±0.028,缺氧组12 h组和24 h组细胞增生值均高于常氧组,差异有统计学意义(t12h=3.805、t24 h=3.222,均P<0.01);缺氧组细胞培养后24 h细胞增生比例明显高于常氧组,差异均有统计学意义(t=-6.868,P<0.01)。常氧组和缺氧组细胞培养24 h迁移细胞数分别为185.3±10.594和300.7±22.853,侵袭细胞数分别为74.2±10.741和107.5±7.007,缺氧组迁移和侵袭细胞数均明显多于常氧组,差异均有统计学意义(t=-12.124、-6.367,均P<0.01)。缺氧组细胞培养后12 h和24 h细胞中CD39和CD73蛋白的相对表达水平明显高于常氧组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。缺氧组细胞培养后2 h、6 h、12 h、24 h和36 h细胞内腺苷浓度逐渐增加,培养后36 h达峰,此后开始逐渐下降。各时间点缺氧组细胞中腺苷浓度均明显高于常氧组,差异均有统计学意义(t2h=2.469,P=0.017;t6h=5.442,P<0.001;t12h=3.841,P<0.001;t24h=4.458,P<0.001;t36h=2.757,P=0.008;t48h=3.319,P=0.002)。

结论

与常氧环境比较,缺氧条件下培养的HMEC-1增生速度更快,迁移和侵袭能力更强,同时细胞中腺苷生成关键酶CD39和CD73蛋白的表达明显上调,腺苷浓度明显升高。提示缺氧条件下腺苷明显促进HMEC的活化过程。

引用本文: 艾李倩玉, 黄婵娟, 陈琛, 等.  缺氧诱导下人微血管内皮细胞的活化与腺苷水平的关系 [J] . 中华实验眼科杂志, 2017, 35(1) : 26-31. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.01.006.
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视网膜新生血管性疾病是严重危害视力的眼病之一。视网膜为高耗氧组织,眼外伤、炎症等因素造成视网膜局部缺氧状态,由此诱导新生血管形成。此类疾病的预防和治疗是国内外研究的热点和难点,目前常用的方法中包括抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)疗法,但临床上发现该疗法对部分患者也存在不足。研究表明,VEGF并不是唯一的促血管生成因子[1],阻断VEGF不能完全抑制或消除引起眼底新生血管形成的各种因素,且阻断VEGF后可代偿性地使其他促血管生成因子的表达上调[2]。目前认为对于视网膜新生血管性疾病的治疗,除了需提高抗VEGF药物的特异性之外,更重要的是寻找灵敏性与特异性均较好的新方法。我们前期的研究发现,腺苷在血管生成的过程中发挥重要作用,视网膜新生血管患者玻璃体液中腺苷的质量浓度和腺苷生成的关键核苷酸酶CD39和CD73含量均明显升高[3]。我们推测组织在缺血、缺氧、损伤和炎症反应等应激状态下,ATP在三磷酸腺苷酶和5’核苷酸酶作用下过度代谢而产生腺苷,导致组织中腺苷积聚[4]。研究表明,调节组织中腺苷含量能够为肿瘤和心血管性疾病提供新的治疗途径[5,6],但关于腺苷含量的调控与视网膜新生血管性疾病治疗的关系的研究较少。本研究模拟体外缺氧环境,观察腺苷在缺氧诱导的新生血管形成中的作用及其机制,为腺苷作为视网膜新生血管性疾病的治疗靶点提供实验依据。

 
 
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