吴 萍,谭 茜,罗亚君,何义化,陈 博,殷红艳,许光明
血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC)是一种具有广泛生物活性的细胞,能分泌作用不同的活性物质,以维持血管收缩和舒张、抗凝与促凝平衡[1]。当VEC功能受损时,其合成分泌功能失调,使血液呈高凝状态。因此与心脑血管系统中的血栓事件发生具有密切关系[2]。近几年国外研究表明,组织因子(tissue factor,TF)途径是生理止血的凝血过程和病理血栓形成的启动环节[3,4],组织因子是外源性凝血酶途径的启动因子,在正常生理活性凝血反应及病理性血栓形成起重要作用[5]。内皮细胞正常情况下并不表达TF,但在某些病理状态及凝血酶作用下却大量表达,这些成为目前国外研究的热点,但在国内研究较少。组织因子途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)主要由内皮细胞分泌,具有抗凝、抗血栓等作用。NO是内皮细胞分泌的另一种生物活性物质,具有抑制血小板黏附、聚集及拮抗内皮素,调节TF表达,起抗血栓形成的作用。全蝎(Bathus martesckarsch)临床多用于治疗急性惊风、中风面瘫、头痛、破伤风痉挛等症,这类疾病常与体内血小板活化、凝血酶形成等高凝状态,乃至血栓形成有密切关系,抗凝、抗血小板成为治疗这类疾病的重要手段[6]。因此抗血栓形成和消除高凝状态,是治疗此类疾病的重要手段之一。已有研究表明,全蝎具有抗凝和抗血栓形成及抑制血小板聚集的作用。为进一步揭示其作用机制,本研究以凝血酶-血管内皮细胞反应为对象,研究全蝎纯化液对凝血酶诱导人脐静脉内皮细胞(HUVEC)抗凝功能改变的影响。
1.1 材料 人脐静脉内皮细胞由武汉大学典型物种保存中心提供。新生小牛血清(杭州四季青生物制品研究所产品)。RPMI-1640培养基、胰蛋白酶为美国Gibco公司产品,磷酸缓冲盐(PBS)干粉为武汉博士德公司产品。CO2培养箱为美国谢尔登制造公司产品,酶标仪为芬兰Labsystens集团产品。凝血酶为中国医学科学院血液学研究所产品。TF、TFPI试剂盒购自美国Assaypro公司,NO试剂盒购自南京建成生物工程研究所。全蝎购自湖南省医药公司,经水煮醇沉、凝胶过滤、离子交换层析等分离纯化过程将其真空冷冻干燥成粉末,-20℃保存备用,使用前用含10%小牛血清的RPMI1640培养液配成所需浓度工作液,0.22μm微孔滤膜过滤除菌。
1.2 HUVEC培养与鉴定 将内皮细胞加入RPMI-1640培养液(含10%小牛血清、100kU/L链霉素、100kU/L青霉素)中,5%、37℃二氧化碳培养箱中培养。倒置显微镜下观察内皮细胞呈多角形、铺石样镶嵌排列,待细胞长满培养瓶底后用0.25%胰蛋白酶消化传代,经Ⅷ因子(FⅧ)免疫荧光鉴定并选择生长良好的HUVECs用于实验。
1.3 实验分组及药物处理 选取生长良好的2代~3代细胞。将融合生长的HUVECs用0.25%胰蛋白酶消化吹打制成单细胞悬液,根据预实验结果调节细胞密度为7.5×104个/mL,接种于96孔培养板中,每孔200μL。37℃、5%CO2条件下培养。培养的内皮细胞融合后,随机分为空白对照组,凝血酶(10U/mL)刺激组,全蝎纯化液高、中、低剂量组。全蝎纯化液高、中、低剂量组加入10U/mL的凝血酶后分别加入24μg/mL、12 μg/mL、6μg/mL全蝎纯化液。空白对照组加入等量培养液,每组设10个复孔,置37℃5%CO2培养箱中培养12h进行检测。
1.4 检测指标 取细胞培养上清液测定TFPI活性,细胞冻融液测TF活性,均采用发色底物法。NO含量测定采用硝酸还原酶法,严格按试剂盒操作说明书操作步骤进行。
2.1 全蝎纯化液对凝血酶诱导HUVECs表达TF和释放TFPI的影响 全蝎纯化液各剂量组能抑制基础条件下HUVECs表达TF,凝血酶能明显促进HUVECs表达TF,与对照组相比,差异有统计学意义(P<0.01),而全蝎纯化液能显著抑制其作用(P<0.01)。HUVECs在基础条件下能释放一定量的活性物TFPI,凝血酶能明显抑制HUVECs释放TFPI,与对照组相比,差异有统计学意义(P<0.01),而全蝎纯化液能拮抗其作用(P<0.05)。详见表1。
表1 全蝎对凝血酶诱导HUVECs表达TF和释放TFPI、NO的影响(±s)
表1 全蝎对凝血酶诱导HUVECs表达TF和释放TFPI、NO的影响(±s)
组别 TF活性(%) TFPI活性(%) NO(μmol/L)空白对照组 6.12±1.95 2.05±0.81 7.00±1.32凝血酶组 13.98±1.122) 0.63±0.322) 10.76±1.961)全蝎高剂量组 4.89±0.984) 1.62±0.983) 27.32±3.124)全蝎中剂量组 5.22±0.864) 1.21±0.673) 20.48±2.444)全蝎小剂量组 6.43±1.014) 0.99±0.213) 17.44±2.204)与空白对照组比较,1)P<0.05,2)P<0.01;与凝血酶组比较,3)P<0.05,4)P<0.01
2.2 全蝎纯化液对凝血酶诱导HUVECs释放NO的影响HUVECs在基础条件下能释放定量的NO,凝血酶促进HUVECs释放NO,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05);全蝎纯化液能显著地促进HUVECs释放NO,与对照组和凝血酶组相比,差异有统计学意义(P<0.01),但凝血酶和全蝎纯化液两者之间无协同作用。详见表1。
近年来的大量研究表明,与内在凝血途径相比,组织因子途径(外源性途径),在生理性止血过程和病理过程中的血栓形成具有更为重要的意义。TF是一种跨膜糖蛋白,在机体凝血过程中起至关重要的作用,是内、外凝血系统的始动因子,也是血栓形成的关键因素。VEC表达的TF是炎症反应和血栓形成的主要衔接物,研究抑制促VEC诱生性表达的TF物质,已成为防治血栓性疾病的重要策略之一[7]。现已证实,凝血酶能明显增加HUVECs表达TF,已知TF增加又使凝血酶生成增加,二者具有互相加强效应,这种正反馈作用导致血液促凝活性增加,血小板易黏附、聚集,血栓形成。TF、凝血酶增多,有利于平滑肌细胞迁移、增生,加重内皮细胞损害。本实验结果显示,凝血酶能刺激HUVEC大量表达TF,而全蝎能明显抑制凝血酶所诱导的TF表达,从而起保护血管内皮细胞和抗血栓形成的作用。
TFPI是近几年发现的一种新型的抗凝物质,是组织因子在体内特异性的生理抑制剂,可以调节TF的活性[8]。它首先和FⅩa结合,然后在Ca2+存在条件下,再与TF/FⅦa结合形成四聚体,从而抑制FⅩa和TF/FⅦa活性,起抗凝作用[9]。本研究表明,凝血酶能显著增加HUVEC表达TF,而全蝎纯化液能抑制这种作用。凝血酶能明显抑制HUVEC的TFPI活性使TFPI活性降低。使血液呈高凝状态,这与国外的研究报告相一致。结果显示全蝎纯化液可提高凝血酶诱导EVC培养液中的TFPI活性,表明其对凝血酶的抑制作用。
NO是内皮细胞分泌的另一种生物活性物质,它可以使血管平滑肌舒张,血压降低,抑制血小板黏附、聚集及平滑肌细胞增生、迁移,拮抗内皮素、调节TF表达,起抗血栓形成和抗动脉粥样硬化的作用,以外还可以清除氧自由基等。若内皮受损,NO分泌减少,易导致血管痉挛,成为动脉粥样硬化发生机制之一。本实验结果显示,全蝎纯化液能促进内皮细胞释放NO,这可能与它的凝血化瘀、抗凝、抗血栓形成机制和对心脑血管疾病具有治疗作用有关。
以上研究结果显示全蝎纯化液可促进HUVECs合成NO,可拮抗凝血酶抑制TFPI释放,抑制凝血酶诱导的TF表达,可为临床合理应用全蝎提供新的理论和实验依据。
[1]易小民,谭茜,彭延古,等.全蝎纯化液对凝血酶诱导血管内皮细胞释放血管性血友病因子和6-酮-前列腺素F1a的影响[J].中国中西医结合急救杂志,2010,17(6):334-336.
[2]贺石林.组织因子途径及其临床意义[J].中国实用内科杂志,1997,17(19):556-558.
[3]Camerer E,Kolst AB,Prydz H.Cell biology of tissue factor,the principle initaltor of blood coagulation[J].Thromb Res,1996,81(1):1-41.
[4]Sterud B.A global view on the role of monocftes and plates in atherogeneais[J].Thromb Res,1997,85(1):1-22.
[5]Nemerson Y.The tissue factor pathway of blood coagulation[J].Semin Hematol,1992,29(3):170-176.
[6]彭延古,黄莺,易小民,徐爱良.全蝎纯化液对凝血酶所致血液凝固的影响[J].中国中西医结合急救杂志,2010,17(3):138-140.
[7]McVey JH.Tissue factor pathway[J].Baillieres Best Pract Res Clin Haematol,1999,12(3):361-372.
[8]成春英,孙勇,文志斌,等.川芎嗪对凝血酶诱导血管内皮细胞组织因子表达的影响[J].南方医科大学学报,2009,29(8):1743-1747.
[9]Lwaleed BA,Bass PS.Tissue factor pathway inhibitor:Structure,biology and involvement in disease[J].J Pathol,2006,208(3):327-339.