硫化氢在改善同型半胱氨酸诱导的内皮功能失调中的作用及机制研究

发布时间：2020-06-17 12:01

【摘要】：第一部分硫化氢改善同型半胱氨酸诱导的大鼠胸主动脉内皮舒张功能障碍目的:同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)是一种具有细胞毒性的含硫氨基酸,可诱导内皮功能失调,其机制与激活NOD-like receptor protein 3(NLRP3)炎性小体,促进炎症反应有关。硫化氢(hydrogen sulfide,H_2S)作为继一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO)之后的第三类气体信号分子,具有抗炎抗氧化等心血管保护作用。本部分的研究应用Hcy孵育的大鼠胸主动脉,探讨外源性给予H_2S是否可改善Hcy诱导的内皮功能失调,其机制是否与抑制NLRP3炎性小体激活有关。方法:1.实验分组实验选取8周龄雄性Wistar大鼠,体重280±10g,取大鼠胸主动脉,随机分为8组:对照(Control)组,Hcy(50μmol/L)组,Hcy(50μmol/L)+NaHS(50μmol/L)组,Hcy(50μmol/L)+MCC950(NLRP3抑制剂,1μmol/L)组,Hcy(50μmol/L)+VX765(caspase-1抑制剂,10μmol/L)组,NaHS(50μmol/L)组,MCC950(1μmol/L)组,VX765(10μmol/L)组。2.无菌分离大鼠胸主动脉,二氧化碳培养箱中孵育24h,行血管张力测定,检测内皮依赖性血管舒张功能和非内皮依赖性血管舒张功能。3.Western blot检测大鼠胸主动脉NLRP3、caspase-1及IL-1β蛋白的表达。结果:1.Hcy组胸主动脉乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)介导的内皮依赖性舒张较Control组明显减小,外源性给予MCC950、VX765及H_2S的供体NaHS后,可显著改善ACh介导的内皮依赖性血管舒张。硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)介导的非内皮依赖性血管舒张各组之间无统计学差异。2.Western blot结果显示,NLRP3、caspase-1、IL-1β的蛋白表达在Hcy组明显下调,NaHS外源性给予可上调上述炎症通路蛋白的表达。结论:外源性给予H_2S可改善Hcy诱导的大鼠胸主动脉内皮依赖性血管舒张受损,其机制可能与抑制NLRP3/caspase-1/IL-1β炎症信号通路有关。第二部分硫化氢通过抑制TXNIP改善Hcy诱导的内皮细胞损伤目的:硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin interacting protein,TXNIP)是一种多功能的诱导蛋白,参与多种生物学过程的调节。研究表明,TXNIP可激活NLRP3炎性小体,促进caspase-1及IL-1β等炎性因子的产生。TXNIP是否参与了Hcy诱导的内皮损伤尚未见报道。本部分研究应用人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs),体外孵育Hcy,探讨外源性给予H_2S是否可通过抑制TXNIP-NLRP3信号通路,改善Hcy诱导的内皮细胞损伤。方法:1.实验分组HUVECs随机分为6组分别为:Control组,Hcy(50μmol/L)组,Hcy(50μmol/L)+NaHS(50μmol/L)组,NaHS(50μmol/L)组,Hcy(50μmol/L)+Verapamil(TXNIP抑制剂,50μmol/L),Verapamil组(50μmol/L)。2.应用CCK-8法测定HUVECs的活性。3.Western blot测定HUVECs中TXNIP、NLRP3、caspase-1及IL-1β的蛋白表达。结果:1.Hcy可降低HUVECs的活性,外源性给予H_2S可改善受损细胞的活性。2.HUVECs体外孵育Hcy可显著上调TXNIP、NLRP3、caspase-1及IL-1β蛋白的表达。给予Verapamil阻断TXNIP后,TXNIP和NLRP3在HUVECs中的表达下调。外源性给予NaHS可下调TXNIP及NLRP3/caspase-1/IL-1β炎症通路蛋白的表达。结论:Hcy可通过TXNIP-NLRP3途径损伤HUVECs。H_2S可抑制TXNIP,阻断NLRP3/caspase-1/IL-1β炎症通路,保护Hcy诱导的内皮细胞损伤。
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R589;R54
【图文】：

抑制剂,血管舒张,大鼠

18图 1 Hcy 损伤大鼠 ACh 介导的内皮依赖性的血管舒张，NLRP3 抑制剂MCC950和caspase-1抑制剂VX765可改善Hcy诱导的内皮舒张功能障碍Fig.1 Hcy abolishes ACh-induced endothelium-dependent relaxation in ratthoracic aorta (a), which are restored by MCC950 (c) or VX765 (eincubation.The SNP-induced endothelium-independent relaxation shows ndifference among these groups (b,d,f). Data is shown as means±SEM.*P<0.0vs. Control,#P<0.05 vs. Hcy. n=6 for each group

内皮依赖性血管舒张

图 2 H2S 可改善 Hcy 诱导的内皮依赖性血管舒张受损Fig.2 Supplementation with H2S donor NaHS significantly improves Hcyinduced endothelial dysfunction (a). SNP-induced vasodilation shows ndifference among these groups (b). Data is shown as means±SEM.*P<0.05 vControl,#P<0.05 vs. Hcy. n=6 for each group

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