从中药组分对HUVECs模型的影响探索化瘀通络中药抑制银屑病血管新生机制

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研究背景银屑病作为皮肤科常见的炎症性疾病,以红斑、鳞屑、瘙痒为特征表现,病理表现以角质形成细胞增殖过度、角化过度伴角化不全、血管迂曲增生、炎性细胞浸润为主。由于其难治和反复发作的特点,本病已成为当今皮肤病领域重点攻克的难题。目前,银屑病的发病机制错综复杂,尚无定论,普遍认可的为免疫学说,即银屑病是多种细胞和炎症因子介导的免疫功能紊乱性皮肤病,免疫细胞主要聚焦于角质形成细胞、Th17、Treg细胞。参与本病的炎症因子较多,包括IL-17、IL-23、IL-1 β、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ、CCL20 等。和免疫学说相比,从血管新生角度研究银屑病的发病机制和治疗的实验较少,但血管异常新生也是银屑病发病中不可忽视的重要环节。血管新生过程依赖于多种促血管生长因子,如成FGFs、VEGF、PDGF、血管生成素等。其中VEGF主要由KCs释放,VEGF与血管内皮细胞上的特异性受体结合后,内皮细胞活化,分泌新的分子,从而启动血管新生过程。多项研究表明银屑病患者皮损处及外周血中VEGF含量均显著高于健康人。人脐静脉内皮细胞(HUVECs)提取于新生儿脐带,已被广泛应用于体外血管实验研究。所以,利用VEGF刺激HUVECs促进血管新生,符合银屑病患者内环境,可作为探索银屑病治疗的血管新生模型。导师通过学习刘完素的“气液玄府理论”,总结名老中医学术思想,再结合自身临床经验,不断改进治疗方案,认为银屑病的核心病机为“玄府闭郁,热毒蕴结,络脉瘀阻,肾精亏虚”,治疗应以“开玄补肾、通络解毒”为法。导师认为,络脉缠结导致皮损色红或暗、疹色难消,故疏通络脉对本病十分重要。且在主要治法中,除“通络”疗法,其他疗法已在本团队的或临床或细胞动物实验中得到有效验证。综上,本研究以“化瘀通络”疗法为切入点,结合银屑病血管异常新生的病理表现,选用中医中药抑制银屑病的血管新生,或兼顾调解银屑病炎症反应等其它病理表现,显得十分必要。研究目的(1)探索化瘀通络类中药有效组分野黄芩苷(Scutellarin,Scu)、丹皮酚(Paeonol,Pae)、羟基红花黄色素A(Hydroxyl-saffloryellowa,HSYA)抑制血管新生活性及其作用机制。(2)探索Scu、Pae、HSYA对HUVECs血管新生模型的炎性细胞因子分泌的影响,探讨Scu、Pae、HSYA调节银屑病炎症反应的机制。研究方法(1)设定不同浓度的VEGF和不同干预时间,对HUVECs进行干预,通过CCK-8法观察不同条件下HUVECs的增殖情况,筛选出造模的最佳条件;(2)取七代以内的HUVECs进行实验,设置正常组、模型组、低、中、高三个浓度的Scu、Pae、HSYA,以VRI作为阳性组。通过CCK-8法观察Scu、Pae、HSYA,及药物不同浓度对HUVECs模型细胞增殖的影响;利用划痕实验法观察Scu、Pae、HSYA,及药物不同浓度对HUVECs模型细胞迁移能力的影响;通过小管形成实验观察Scu、Pae、HSYA,及药物不同浓度对HUVECs模型分支数的影响,即对管腔形成能力的影响;根据以上实验结果,选择每种药物的最佳浓度,干预HUVECs模型,通过蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)实验检测银屑病血管新生相关蛋白的变化。(3)保留WB实验中的细胞上清液,用酶联免疫吸附法(Elisa)检测VEGF刺激后,HUVECs分泌银屑病相关炎症因子水平的变化,以及在Scu、Pae、HSYA干预后,HUVECs模型分泌炎症因子是否发生变化。研究结果(1)造模结果当VEGF浓度为5、10、20、40ng/mL,干预时间为24h或48h,CCK-8结果提示,不同条件下的实验组与正常组相比,均可显著促进细胞增殖(P<0.01);干预时间为24h时,实验组组间比较无统计学差异(P>0.05);当VEGF以5、10、20ng/mL的浓度干预HUVECs 48h时,细胞增殖能力与VEGF浓度成正比,20ng/mL和40ng/mL组间比较无统计学差异(P=0.91)。结合实验结果与文献支持,最终确定VEGF浓度10ng/mL、干预24h为稳定的造模条件;(2)中药组分干预血管新生结果①CCK-8法检测细胞增殖:和正常组相比,模型组的VEGF促进了细胞增殖(P<0.01);同模型组比较,Scu 三个浓度组 1 μ mol/L、10 μmol/L、100 μ mol/L 抑制由VEGF促进的细胞增殖(P<0.01);Pae三个浓度组3 μ mol/L、10 μ mol/L、30 μmol/L抑制由VEGF促进的细胞增殖(P<0.01);HSYA三个浓度组10mg/L、20mg/L、40mg/L抑制由VEGF促进的细胞增殖(P<0.01),VRI组同样抑制由VEGF促进的细胞增殖(P<0.01)。②划痕法检测细胞迁移:同正常组比较,模型组VEGF促进细胞迁移(P<0.01);与模型组比较,Scu三个浓度组1μmol/L、10 μ mol/L、50 μ mol/L抑制由VEGF促进的细胞迁移(低、中浓度组P<0.01,高浓度组P<0.05),Pae三个浓度组3μ mol/L、10 μ mol/L、30 μ mol/L 抑制由 VEGF 促进的细胞迁移(P<0.01);HSYA三个浓度组10mg/L、20mg/L、40mg/L抑制由VEGF促进的细胞迁移(P<0.01),VRI组同样抑制细胞迁移(P<0.01)。③小管形成实验检测分支数:同正常组比较,模型组在VEGF刺激后,分支数增多(P<0.01);与模型组比较,Sue 三个剂量组 1 μmol/L、10 μmol/L、50 μ mol/L分支数减少(P<0.01);Pae三个剂量组3 μmol/L、10 μ mol/L、30 μmol/L分支数减少(P<0.01);HSYA三个剂量组10mg/L、20mg/L、40mg/L分支数减少(P<0.01);VRI组分支数同样减少(P<0.01)。④银屑病相关蛋白变化:同正常组相比,模型组在VEGF刺激后6种蛋白VEGFR2/p-VEGFR2、AKT/p-AKT、ERK1/2/p-ERK1/2 的表达量均升高,差异无统计学意义(P>0.05);与模型组比较,Scu组中VEGFR2的表达显著下降(P<0.05),p-VEGFR2、AKT/p-AKT、ERK1/2/p-ERK1/2 的表达无统计学差异,但有下降趋势;Pae组中VEGFR2表达显著下降(P<0.01),p-VEGFR2、AKT/p-AKT、ERK1/2/p-ERK1/2的表达和模型组比无统计学差异,但有下降趋势;HSYA组中VEGFR2/p-VEGFR2、AKT/p-AKT、ERK1/2/p-ERK1/2 的表达和模型组比无统计学差异,但有下降趋势;VRI组和模型组比较,VEGFR2(P<0.01)和p-ERK1/2(P<0.05)表达水平显著下降,p-VEGFR2、AKT、ERK1/2的表达和模型组比较无统计学差异,有下降趋势,p-AKT的表达有上升趋势,无统计学差异;(3)中药组分干预炎症反应结果①对IFN-γ、IL-1β、IL-6、TNF-α4种细胞因子检测的实验中,同正常组相比,模型组四种因子的分泌水平均升高(IL-1 β组P<0.05,IFN-γ、IL-6、TNF-α组P<0.01);②Scu组和模型组相比,IFN-γ、IL-1 β和IL-6的分泌水平均降低(IFN-γ和IL-6,P<0.01;IL-1 β,P=0.22),TNF-α分泌有升高趋势,无统计学差异(P=0.50);③Pae组和模型组相比,IFN-γ、IL-1 β和IL-6的分泌水平均下降(IFN-γ和IL-6,P<0.01;IL-1 β,P=0.07),两组中TNF-α的分泌水平无显著差异(P=0.82);④HSYA组和模型组相比,IFN-γ、IL-1 β和IL-6的分泌水平显著下降(P<0.01),TNF-α的分泌水平无显著变化(P=0.82)。⑤VRI组与模型组比较,IFN-γ、IL-1 β和IL-6的分泌水平均降低(P<0.01),TNF-α在此两组间比较无显著差异(P=0.83)结论(1)Scu、Pae和HSYA可在体外抑制由VEGF诱导的HUVECs血管新生,其抗血管新生机制可能与VEGFR2/AKT/ERK1/2信号通路相关;(2)VEGF在体外能促进HUVECs分泌炎性细胞因子IFN-γ、IL-1 β和IL-6,Scu、Pae和HSYA对HUVECs分泌的IFN-γ、IL-1 β和IL-6均具有下调作用,即Scu、Pae和HSYA在调节银屑病血管新生引起的炎症反应中发挥一定作用。
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