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目的: 血红素加氧酶(Heme Oxygenase,HO)是催化血红素在体内氧化降解的限速酶,现发现有三种同工酶HO-1(Heme Oxygenase-1)、HO-2(Heme Oxygenase-2)、HO-3(Heme Oxygenase-3),它们均能催化血红素生成CO、胆绿素及铁离子。通常机体在生理状态下表达的是HO-2的生物学活性。HO-2催化血红素降解产生CO等代谢产物。人们注意到CO可以激活鸟苷酸环化酶(sGC)产生环磷酸鸟苷(cGMP),通过自分泌或旁分泌的形式发挥作用(如扩张血管、抑制血小板聚集等)。因此,有关 HO-2在血管的分布及HO-2/CO扩血管机制的研究日益增加。但这些研究都集中于主动脉、肺动脉、基底动脉等一些大血管,迄今未见HO-2在睾丸动脉定性、定位相关报道。睾丸动脉腔小壁薄,且呈迂曲螺旋状走行于腹股沟管内,血液易在此处形成涡流,承载了较大的压力,也易受到血管活性物质的调节,特别是舒血管物质。鉴于此,本项研究以灵长类动物猴为观察对象,应用细胞培养、免疫组化、MTT分析、流式细胞术及激光扫描共聚焦显微镜观察等方法,自细胞和整体水平观察HO-2在猴睾丸动脉定性、定位、定量表达的加龄变化、HO-2活性抑制剂的抑制作用及探讨HO-2/CO扩张血管的可能机制。 <WP=4>方法1整体水平 采用早期胎猴、中期胎猴、晚期胎猴、生后一周、两岁、四岁不同时期猴,4%多聚甲醛灌流后取出睾丸动脉固定,常规石蜡包埋、切片,用于光镜HE染色、Mason染色及免疫组化研究。2细胞水平 选取健康雄性猴,10%水合氯醛麻醉后无菌状态下取出睾丸动脉,用眼科镊子轻撕去外膜结缔组织,将组织剪成1mm×1mm×1.5mm小块,以10/45cm2块的密度,用加20%小牛血清的DMEM培养,培养60小时血细胞和内皮细胞先游出,移出组织块重新贴壁,静置3天,7-9天后长成单层,15-18天生成致密多层,加0.1%的胰蛋白酶和0.02%的EDTA消化液传代至第六代。2.1对培养的睾丸动脉平滑肌细胞进行分组,一组单独培养,一组加入HO抑制剂ZnPP-Ⅸ。MTT法测细胞生长曲线,以时间为横坐标,吸光度为纵坐标作生长曲线,比较两种细胞的生长情况。2.2取长满单层细胞的玻片,进行HE染色,Giemsa染色、Toluidine blue染色及免疫组化染色。3激光扫描共聚焦显微镜观察 在培养的睾丸动脉平滑肌细胞加入ZnPP-Ⅸ前后Ca2+荧光表达强度。结果1整体水平 1.1 HE染色 睾丸动脉分内膜、中膜、外膜三层。内膜较薄又可见内皮及呈波浪状的内弹性膜;中膜较厚,由十几层环行平滑肌及少量结缔组织构成;外膜与中膜等厚,外弹性膜不明显。1.2 Mason染色:睾丸动脉分内膜、中膜、外膜三层。内膜呈绿色;中膜弹性纤维呈红色,少量的结缔组织呈绿色,外膜呈绿色。1.3 HO-2 免疫组化染色:HO-2<WP=5>呈棕黄色颗粒,主要表达于血管中膜平滑肌层。不同年龄段的HO-2的表达情况如下:早期胎猴、中期胎猴、晚期胎猴睾丸动脉的HO-2表达量较低,随着年龄增加,至生后一周表达量逐渐增多,两岁、四岁时检测到明显的HO-2表达,以四岁时最为明显。其表达结果经统计处理显示:早期胎猴与晚期胎猴、生后一周猴、两岁猴与四岁猴之间的差异有显著性(P<0.01)。中期胎猴与早期胎猴、两岁猴、四岁猴之间差异有显著性(P<0.01);晚期胎猴与生后一周猴、两岁猴、四岁猴之间差异有显著性(P<0.01);生后一周猴与早期胎猴、晚期胎猴、四岁猴之间差异有显著性(P<0.01);两岁猴与早期胎猴、中期胎猴、晚期胎猴、四岁猴之间差异有显著性(P<0.01);四岁猴与其它各年龄组猴之间差异有显著性(P<0.01)。1.4流式细胞学结果:四岁猴HO-2的表达量最高,依次为四岁猴、两岁猴、生后一周猴、早期胎猴、中期胎猴、晚期胎猴。2细胞水平 2.1平滑肌细胞的生长状况及鉴定 平滑肌细胞静止培养6天后可见细胞从组织块周边呈放射状迁移萌出。2.2 HE染色 平滑肌细胞呈长形、梭形、带状三角形或星形等。胞浆粉红色,核蓝紫色。细胞呈典型的“峰与谷”样生长,血管平滑肌细胞有一卵圆形或圆形明亮的核,核中有1-4个大小不一深色的核仁,细胞浆丰富,含少量颗粒。2.3 Giemsa染色 平滑肌细胞形态同上,核红色,胞浆淡蓝色。2.4 VSMCs细胞生长曲线 单独培养的平滑肌细胞呈倒“S”型生长趋势,第四天达高峰,5天后稳中下降。加入ZnPP-Ⅸ的平滑肌组细胞也呈倒“S”型生长趋势,但曲线整体比单纯平滑肌组低平。2.5 台盼蓝染色结果 共计数1005个细<WP=6>胞,其中203个为阳性,约有90%的细胞染色呈阴性,表明培养细胞传代后存活率高。2.6 HO-2免疫组化结果 单纯培养的平滑肌细胞有较强的HO-2表达,加入ZnPP-Ⅸ后的平滑肌组HO-2的表达减弱。2.7流式细胞学结果 单纯平滑肌细胞组HO-2的表达量高于加入ZnPP-Ⅸ的平滑肌组。3激光扫描共聚焦显微镜观察 单纯睾丸动脉平滑肌细胞培养组,平滑肌细胞内Ca2+荧光表达较弱,加入ZnPP-Ⅸ后的平滑肌组,Ca2+荧光强度表达增强。结论1 免疫组化显示早期胎猴、中期胎猴、晚期胎猴、生后一周猴、两岁猴、四岁猴睾丸动脉中膜平滑肌有HO-2阳性表达,内膜及中膜未见明显的HO-2阳性表达。流式细胞示HO-2表达量量随着年龄的增加增高以四岁猴的睾丸动脉为最高。HO-2表达量的增龄变化可能与肾上腺激素调节有关。