辛伐他汀对ApoA5表达的影响*
2013-09-26李全忠王杨阳阳跃忠夏中华
李全忠,王杨阳,阳跃忠,夏中华,孙 婧
(桂林医学院附属医院心血管内科,广西桂林 541001)
血脂的高低与冠心病的发生率和死亡率直接相关。血浆高密度脂蛋白(HDL)水平与动脉粥样硬化性心血管疾病的发病率呈负相关。血浆三酰甘油(TG)浓度升高也被证实是冠心病的独立危险因素[1]。目前临床上应特别重视血浆总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高,同时也应关注高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)低下和TG升高。
载脂蛋白A5(apolipoprotein A5,ApoA5)是迄今为止第一个过度表达引起血浆TG下降的载脂蛋白。与相同剂量的洛伐他汀、普伐他汀、氟伐他汀等其他β-羟-β-甲戊二酸单酰辅酶a(HMG-CoA)还原酶抑制剂相比,辛伐他汀可以更有效地降低血清中的TC和LDL-C[2]。除此之外,辛伐他汀升高HDLC及降低TG的总有效率分别为48.1%及58.2%[3]。结合ApoA5与HDL-C正相关且血清中TG增高和ApoA5下降有一定关系的研究结果,推测辛伐他汀可能通过影响ApoA5的表达从而起到升高HDL-C及降低TG的作用。作者以人肝癌细胞株 G2(human hepatic cancer cell line G2,HepG2)为模型,观察辛伐他汀对ApoA5的影响,从而更好地阐述辛伐他汀对血脂代谢影响的可能机制。
1 材料与方法
1.1 材料 (1)细胞:HepG2由桂林医学院实验中心提供;(2)试剂:辛伐他汀原药粉、兔抗人载脂蛋白A5抗体、辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG均购自美国Sigma公司,胎牛血清、细胞培养基(DMEM)均购自美国Gibco公司,聚合酶链式反应(PCR)试剂盒购自上海易利生物科技有限公司;(3)主要仪器:CO2培养箱购自美国Precision公司,超净工作台购自江苏苏净集团安康公司,德国Eppendof冷冻离心机购自德国Eppendorf公司,北京六一电泳仪购自北京沃德生物医学仪器公司,捷达801凝胶成像分析系统购自江苏省捷达科技发展有限公司,ABI9700基因扩增仪购自上海天呈科技有限公司,达晖DHB-30恒温金属浴购自广州达晖生物技术有限公司。
1.2 细胞的培养 HepG2细胞培养于DMEN(含12%胎牛血清、100μg/mL青霉素、100μg/mL链霉素)。细胞种在25 cm2的培养瓶中,置于37℃、5%CO2的恒温培养箱,每隔2d换液一次,视细胞生长状态扩大培养,然后取对数生长期的细胞,在细胞计数板上计数后将其接种到6孔培养板(接种细胞浓度为1×105个/孔,每孔3mL培养液),待细胞融合生长到50%~70%。开始实验前,用磷酸盐缓冲液(PBS)洗细胞2次,然后加入含有不同浓度(0、1、5、10、25、50μmol/L)辛伐他汀的DMEM,3毫升/孔,于37℃培养48h。收集 HepG2细胞,分别吸取每孔培养液平均分配至两个1.5mL离心管中,冻存于-20℃。吸弃剩余的培养液。然后每孔加入细胞裂解液500μL,室温放置5min后转移到1.5mL离心管中,冻存于-80℃,备用。
1.3 PCR检测 根据Trizol总RNA提取试剂盒中的说明书提取细胞内RNA,合成cDNA,然后用ABI9700基因扩增仪扩增cDNA,ApoA5与作为内参的磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)引物序列为。ApoA5引物序列:上游5′-AGC AGA TAA TGG CAA GCA TGG CTG C-3′;下 游 5′-GCA GCC ATG CTT GCC ATT ATC TGC T-3′。产物大小为280bp。为保证各RNA样本量的均一性,采用GAPDH作为内参。GAPDH引物序列:上游5′-AAC GTG TCA GTG GTG GAC CT-3′;下游5′-AGG GGA GAT TCA GTG TGG TG-3′。产物大小为400bp。PCR产物加载药缓冲液混匀,2%琼脂糖凝胶100V电泳30min。用捷达801凝胶成像分析系统中进行灰度扫描,目的基因mRNA表达量用每例标本目的基因的平均灰度值/同一标本GAPDH的平均灰度值来表示。
1.4 蛋白质印迹法(Western Blot)检测 在收集好的细胞中加入细胞裂解液裂解细胞,4℃冰浴10min,15 000r/min离心5min,弃除沉淀,二辛可酸(BCA)法蛋白定量。取50μg蛋白加入2倍浓度十二烷基磺酸钠(SDS)凝胶加样缓冲液中,100℃水浴10min,立刻置于冰上备用。6%SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,转PDVF膜。置膜于5%脱脂奶粉。封闭缓冲液1h,室温缓慢摇动,按1∶500加入ApoA5一抗,室温孵育1h,缓慢摇动,1倍浓度洗涤缓冲液(TBST)洗膜5次,每次5 min。按1∶4 000加入辣根过氧化物酶标记(HRP)的二抗,室温孵育1h,缓慢摇动,1倍浓度TBST洗膜5次,每次5min。在暗室中与化学发光剂免疫印迹化学发光(ECL)反应,X线胶片曝光显影,观察分析。
2 结 果
2.1 辛伐他汀对HepG2细胞ApoA5mRNA表达的影响各组 ApoA5分别为对照组0.222±0.022、1μmol/L组0.348±0.031、5μmol/L 组 0.42±0.027、10μmol/L 组0.47±0.025、25μmol/L 组 0.61±0.013、50μmol/L 组0.56±0.022。与对照组比较,不同浓度的辛伐他汀(1、5、10、25μmol/L)组ApoA5mRNA均显著上调,并且升高程度随辛伐他汀干预浓度的增加而增加(P<0.05)。各组间两两比较,其水平差异有统计学意义(P<0.05)。至浓度为50μmol/L时,辛伐他汀对ApoA5mRNA上调作用较25μmol/L组反而有所下降,这说明辛伐他汀对ApoA5mRNA的上调作用呈剂量依赖性,但却有最高上限浓度。见图1。
2.2 辛伐他汀对HepG2细胞ApoA5蛋白表达的影响Western Blot检测ApoA5蛋白表达与对照组比较,不同浓度的辛伐他汀(1、5、10、25μmol/L)组 ApoA5蛋白表达亦显著上调,并且升高程度随辛伐他汀干预浓度的增加而增加(P<0.05);各组间两两比较,其水平差异有统计学意义(P<0.05);当辛伐他汀浓度达50μmol/L时,辛伐他汀对ApoA5 mRNA上调作用较25μmol/L组反而有所下降,与PCR所得结果一致,再次证明辛伐他汀对ApoA5mRNA的上调作用呈剂量依赖性,但却有最高上限浓度这一观点。见图2、3。
图1 不同浓度的辛伐他汀作用后,用PCR法扩增的ApoA5mRNA及GAPDH的表达
图2 不同浓度辛伐他汀作用后,Western Blot检测ApoA5蛋白及GAPDH表达
图3 不同浓度辛伐他汀作用后,检测的各组ApoA5蛋白相对IOD值
3 讨 论
冠心病由于其发生率、死亡率均很高,一直是国内外医学研究的热点。目前研究认为,冠心病的发生、发展与多种遗传和环境因素有关[4]。而血脂异常是冠心病的主要独立危险因素。在形成动脉粥样硬化的各因素中,血脂代谢异常起着重要的作用,除高TC血症外,血清TG浓度升高在冠心病发生、发展中的作用也逐渐得到肯定,HDL则是冠心病的保护因子,HDL-C代表HDL中胆固醇的含量,在血脂中起的作用是参与胆固醇的逆转录,是一种抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白,是冠心病的保护因子。当HDL-C含量过低时,即使TC在合适水平,也会显著增加冠心病的危险。
Pennacchio等[5]和van der Vliet等[6]通过比较小鼠与人的基因组DNA发现了一种新的载脂蛋白基因——ApoA5,它与已知的ApoA1/C3/A4基因簇相距约30kb。基因全长1 889bp,由4个外显子,3个内含子构成,编码366个氨基酸[7],主要分布在极低密度脂蛋白(VLDL)、HDL和乳糜微粒中[8]。它能与血浆脂质结合,构成脂蛋白的主要成分,是决定脂蛋白结构、功能和代谢的核心组分,其结构和合成异常将影响血脂代谢。有学者推测ApoA5可能具有脂质转运功能[9],能清除组织中的脂质和抗动脉粥样硬化。在后续的实验中发现,ApoA5主要影响血浆TG代谢,ApoA5基因变异与血浆TG水平增高及家族性混合型高脂血症有关,血浆ApoA5浓度与TG浓度呈负相关,提示ApoA5有降TG的作用。带ApoA5腺病毒载体小鼠的血浆TG和TC浓度分别降低了70%和40%,原因是ApoA5过度表达后极大地降低了VLDL的比例,从而降低TG水平,也使脂蛋白中的胆固醇减少,其中HDL中的胆固醇降低幅度最大,从而使血浆TC浓度降低[10]。在老年人群中,血清ApoA5水平与血清TG水平呈显著负相关,这也支持ApoA5是TG代谢的一个重要决定因素[11]。何成毓等[12]和Grosskopf等[13]的研究均显示,ApoA5与TG呈负相关,与HDL-C呈正相关,多元回归分析显示,TG、HDL与ApoA5有关。
辛伐他汀不仅可以有效地降低血清中的TC和LDL-C,而且也有增高HDL-C及降低TG的作用,曾群英等[14]在一项关于辛伐他汀治疗69岁以上老年高脂血症患者的安全性及临床疗效的报道中指出,辛伐他汀治疗24周后TC、TG、LDL-C均较治疗前明显下降(P<0.01),HDL-C则较治疗前显著上升(P<0.01),与安慰剂比较,辛伐他汀显著降低TC、TG、LDL-C(P<0.01),显著升高 HDL-C水平(P<0.01)。
李琰[15]调查78例患者经16周口服辛伐他汀治疗后,与治疗前相比,TG、TC、LDL-C值均显著下降(P<0.05),HDLC值显著上升(P<0.05)。
在本实验中,作者以不同浓度的辛伐他汀(1、5、10、25、50 μmol/L)作用于 HepG2细胞,体外培养48h后,以PCR和Western Blot法,于基因水平及蛋白水平分别检测ApoA5,结果发现,随着辛伐他汀浓度的增加(1、5、10、25、50μmol/L),ApoA5的表达明显增加,通过单因素方差分析检验,各组间水平差异具有统计学意义(P<0.05),通过实验所得IOD值,可以直观地看到当辛伐他汀达到一定浓度时(50μmol/L),载脂蛋白的表达量反而较前一组(25μmol/L)有所下降,推测辛伐他汀上ApoA5的表达有一定的浓度上限,两种方法测量所得结果一致。由此推测辛伐他汀可通过上调ApoA5而达到影响血脂水平的作用,这为进一步研究辛伐他汀的调脂机制提供又一新的思路,并为其提供一定的理论基础。
[1]Fruchart JC,Duriez P.HDL and triglyceride as therapeutic targets.[J].Curr Opin Lipdol,2002,13(6):605-616.
[2]Plosker GL,Tavish D.Simvastatin:a reappraisal of its pharmacology and therapeutic efficacy in hyper cholesterolaemia[J].Drugs,1995,50(2):334-363.
[3]戚慧,戚晶,李广军,等.氟伐他汀与辛伐他汀对冠心病患者调脂疗效的观察[J].中国心血管病研究杂志,2005,3(4):299-300.
[4]Castelli WP.Epidemiology of coronary heart disease:the framing-ham study[J].Am J Med,1984,27(4):4-6.
[5]Pennacchio LA,Olivier M,Hubacek JA,et al.An apolipoprotein influencing triglycerides in humans and mice revealed by comparative sequencing[J].Science,2001,294(5540):169-173.
[6]van der Vliet HN,Sammels MG,Leegwater AC,et al.Apolipoprotein A-V:a novel apolipoprotein associated with an early phase of liver regeneration[J].Biol Chem,2001,276(48):44512-44520.
[7]Pennacchio LA,Rubin EM.Comparative genomic tools and databases:providing insights into the human genome[J].Clin Invest,2003,111(8):1099-1106.
[8]O′Brien PJ,Alborn WE,Sloan JH,et al.The novel apolipoprotein A5is present in human serum,is associated with VLDL,HDL,and chylomicrons,and circulates at very low concentrations compared with other apolipoproteins[J].Clin Chem,2005,51(2):351-355.
[9]Endo K,Yanagi H,Araki J,et al.Association found between the promoter region polymorphism in the apolipoprotein A-V gene and the serum triglyceride level in Japanese schoolchildren[J].Hum Genet,2002,111(6):570-572.
[10]van der Vliet HN,Schaap FG,Levels JH,et al.Adenoviral overexpression of apolipoprotein A-V reduces serum levels of triglycerides and cholesterol in mice[J].Biochem Biophys Res Commun,2002,295(5):1156-1159.
[11]孙秀芳,陈焕芹,李保应,等.老年人载脂蛋白A5与血脂、脂蛋白及血糖的相关性[J].山东大学学报:医学版,2008,46(7):729-732.
[12]何成毓,李洁琪.血清载脂蛋白A5与冠心病的关系[J].临床心血管病杂志,2008,24(12):948-949.
[13]Grosskopf I,Baroukh N,Lee SJ,et al.Apolipoprotein AV deficiency results in marked hypertriglyceridemia attributable to decreased lipolysis of triglyceriderich lipoproteins and removal of their remnants[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005,25(12):2573-2579.
[14]曾群英,麦炜颐.辛伐他汀治疗69岁以上老年高脂血症患者的安全性及临床疗效[J].新医学,2002,33(4):209-210.
[15]李琰.辛伐他汀对高血脂症患者疗效及安全性的观察[J].中国临床实用医学,2010,4(9):162-163.