DDAH/ADMA系统调节内皮细胞组织因子表达作用及其机制研究

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出血是急性白血病早期多见的临床表现,也是急性白血病死亡的首要原因。危及生命的出血的发生与白血病细胞所致的组织因子(TF)水平升高有关。白血病细胞除了在其细胞膜上表达大量TF抗原外,还可与内皮细胞相互作用诱导内皮细胞表达TF,导致白血病患者的凝血功能紊乱。此外,白血病患者极易合并和(或)继发细菌感染,而常见的感染致病菌中的脂多糖(LPS)成份可显著增强内皮细胞TF的活性及其表达,从而激活TF介导的凝血途径,导致弥散性血管内凝血(DIC)的发生。一氧化氮(NO)是维持血管内皮功能最重要的一种介质,由一氧化氮合酶(NOS)催化L-精氨酸生成,发挥舒张血管、抗炎、抗血栓形成等多种生物学功能。近期研究显示,体内存在内源性NOS抑制物如非对称二甲基精氨酸(ADMA),其在体内和体外均可抑制NO的合成,导致内皮功能不全。在一些心血管疾病中,血浆ADMA浓度显著升高,且与病理性血栓形成等凝血功能紊乱的发生发展密切相关。但是急性白血病患者血浆ADMA水平如何,是否与急性白血病患者凝血功能紊乱有关在国内外尚未见报道。先前研究显示内源性NO可抑制内毒素或单核细胞诱导的内皮细胞TF的表达。二甲基精氨酸—二甲胺水解酶(DDAH)是ADMA的特异性水解酶,在调节组织和细胞内ADMA水平中起关键作用。因此,DDAH/ADMA通路被认为是一个调节内源性NO生成和内皮功能的新系统。那么,DDAH/ADMA通路是否参与了白血病细胞及LPS诱导内皮细胞表达TF中的作用也是本研究要讨论的内容。全反式维甲酸(ATRA)是治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的首选药物,可迅速缓解白血病患者的凝血功能紊乱。新近报道ATRA可上调内皮细胞DDAH mRNA的表达,增加内源性NO的生成。去甲基雏菊叶龙胆酮(DMB)是从中草药川东獐牙菜中提取出来的一种主要的(口山)酮化合物,具有多种药理学活性。在氧化应激和炎症因素存在时,DMB可通过改善DDAH活性,降低ADMA水平发挥保护内皮细胞功能的作用。先前研究显示(口山)酮化合物在内毒素诱导的鼠DIC中有保护作用。因此,我们对DDAH/ADMA通路在ATRA及DMB分别在抑制白血病细胞或LPS诱导内皮细胞表达TF中的作用以及该作用是否与调节DDAH/ADMA通路有关进行了探讨。基于上述设想,本研究对以下二个方面进行了探讨:(1)检测ADMA水平与血浆TF在急性白血病患者中的表达,并在白血病细胞与内皮细胞细胞共培养模型中探讨:DDAH/ADMA通路对白血病细胞诱导内皮细胞表达TF的调节作用及其机制;(2)研究DDAH/ADMA通路在LPS诱导内皮细胞表达TF的作用,及其在(口山)酮抑制LPS诱导内皮细胞表达TF中的作用。方法(1)选择121例急性白血病患者,健康对照组20例。(2)培养人脐静脉内皮细胞株(HUVECs)和急性粒细胞白血病细胞株(HL-60)。建立白血病细胞与内皮细胞共培养模型。(3)构建hDDAH2 cDNA表达质粒,脂质体法转染HUVECs获得过表达DDAH2的内皮细胞。(4)高效液相色谱法(HPLC)测定血浆及细胞培养上清液中ADMA的含量;通过测定被酶代谢掉的ADMA的量评价内皮细胞DDAH的活性。(5)酶联免疫吸附双抗体夹心法(ELISA)定量检测血浆TF抗原含量。(6)MTT法观察细胞活力。(7)一期凝固法检测培养细胞冻融液的促凝活性。(8)RT-PCR法检测TF及DDAH2 mRNA水平。(9)Western Blot检测DDAH2蛋白表达。(10)荧光Ca2+示踪剂Fura-2检测细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i)。(11)荧光发光法检测细胞内氧自由基(ROS)生成。(12)凝胶电泳迁移率法(EMSA)分析核因子—κB(NF-κB)的DNA结合活性。结果(1)初治急性白血病患者血浆ADMA水平及TF抗原表达明显高于健康对照组(P<0.01);化疗后血浆ADMA水平显著降低(P<0.01);未缓解组和完全缓解组血浆ADMA水平明显低于初治组(P<0.01)。复发组与初治组血浆ADMA水平无显著差异(P<0.01);初治急性白血病患者血浆ADMA水平与血浆TF抗原表达呈正相关(R=0.853,P<0.01)。(2)HL-60与HUVECs共培养后,混合细胞TF促凝活性显著增高,且增加的促凝活性来自于内皮细胞而非HL-60。外源性ADMA(1μM)预处理HUVECs细胞后可显著增强共培养所致TF活性及mRNA表达上调的作用;相反,过表达DDAH2可显著抑制此过程。(3)共培养上清可显著增加细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i),此过程可被预处理ADMA(1μM)增强,被过表达DDAH2明显抑制。细胞内Ca2+螯合剂BAPTA-AM可抑制共培养上清和ADMA所致内皮细胞TF活性及mRNA表达的增加。(4)ATRA(10-7M~10-5M)预处理内皮细胞可呈浓度依赖性地抑制共培养上清诱导内皮细胞TF活性及mRNA的表达,上调DDAH2 mRNA的表达。(5)LPS能呈浓度和时间依赖性地诱导HUVECs表达TF。外源性ADMA(1μM)后可明显增强LPS(1μg/ml)上调TF活性及mRNA表达的作用,相反L-精氨酸(50 mM)、过表达DDAH2及DMB可显著抑制此过程。(6)LPS(1μg/ml)能显著增高内皮细胞培养上清中ADMA的水平、降低内皮细胞DDAH活性,DMB(1μM~10μM)可呈浓度依赖性地抑制此过程。(7)LPS可增加细胞内ROS生成并激活NF-κB,其作用可被ADMA(1μM)增强,被L-精氨酸(50mM)、过表达DDAH2与DMB抑制。结论(1)急性白血病患者血浆ADMA水平显著升高,并与TF表达呈正相关,提示内源性ADMA含量升高可能是急性白血病患者发生凝血功能紊乱的原因之一。(2)DDAH/ADMA通路参与了白血病细胞诱导内皮细胞TF的表达,其作用与调节细胞内Ca2+信号有关。(3)ATRA能调节内皮细胞DDAH/ADMA通路,抑制白血病细胞诱导的内皮细胞TF的表达。(4)DDAH/ADMA通路可通过ROS-NF-κB依赖性途径调节LPS诱导内皮细胞TF的表达。(5)DMB可通过调节DDAH/ADMA系统、抑制ROS-NF-κB依赖性途径在转录水平抑制LPS诱导的TF表达。
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