RNA干扰沉默低氧诱导因子-1α对低氧下大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响

本研究应用基因克隆技术,将合成的发卡样特异性低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1alpha,HIF-1α）干扰寡核苷酸（siRNA）序列插入真核表达载体中,构建出特异性HIF-1α基因RNA干扰（RNAi）真核表达载体。采用组织块种植法,原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞（pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs）,将构建出的特异性HIF-1αRNAi真核表达载体转染到PASMCs;分别在常氧和低氧下进行细胞培养,采用RT-PCR检测PASMCsHIF-1αmRNA表达水平,用MTT和流式细胞仪检测细胞增殖水平,探讨低氧条件下HIF-1αRNAi真核表达载体对PASMCs增殖的影响。结果表明,低氧培养48h后,正常PASMCs和转染了HIF-1αsiRNA阴性表达载体的细胞增殖显著,HIF-1αmRNA表达水平也显著升高;而转染了HIF-1αsiRNA阳性表达质粒的细胞增殖不显著,HIF-1αmRNA表达水平较低。结果提示：HIF-1αRNAi真核表达载体能显著干扰培养的PASMCsHIF-1αmRNA表达,同时抑制低氧环境下PASMCs的增殖。     

线粒体ATP敏感钾通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α表达及细胞增殖的作用

本文旨在探讨线粒体ATP敏感钾（mitochondrial ATP-sensitive K＋,MitoKATP）通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）表达和细胞增殖的影响。原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞,分为常氧对照组、常氧＋diazoxide（MitoKATP通道的选择性开放剂）组、常氧＋5-hydroxydecanoate（5-HD,MitoKATP通道的选择性阻断剂）组、低氧对照组、低氧＋diazoxide组、低氧＋5-HD组,共6组,分别应用罗丹明123荧光技术检测各组大鼠肺动脉平滑肌细胞的线粒体膜电位,免疫组化检测HIF-1α的表达及酶联免疫检测仪检测细胞增殖的变化。结果显示,常氧＋ diazoxide组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0．05）;低氧＋diazoxide组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0.05）：常氧＋5-HD组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达、细胞增殖没有明显变化（P〉0．05）;但低氧＋5-HD组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光明显减弱、HIF-1α表达及细胞增殖有所减弱（P〈0．05）。结果提示：MitoKATP通道的开放能引起大鼠肺动脉平滑肌细胞线粒体膜去极化,并可以促进HIF-1α的表达及细胞增殖。     

低氧诱导因子-1α在低氧促成肌细胞增殖中的作用

目的:探讨低氧对大鼠骨骼肌成肌细胞(SkMs)增殖的影响及低氧诱导因子(HIF-1α)在低氧促成肌细胞增殖中的相关机制。方法:采用流式细胞仪观察了3、10%O2对SkMs细胞数量和增殖指数的影响;用RT-PCR方法检测了HIF-1αmRNA的表达,用Western blot方法检测了SkMs胞浆、胞核及总HIF-1α蛋白的水平。结果:低氧组较常氧组细胞数量和增殖指数增加(P0.05);HIF-1αmRNA、总蛋白水平在常氧组和低氧组中没有明显差异,常氧下胞浆中HIF-1α蛋白水平高于胞核内,低氧下HIF-1α蛋白水平在胞核内高于胞浆。结论:低氧能够促进SkMs增殖,HIF-1α可能是通过氧浓度调控的核转位的方式参与了低氧促SkMs的增殖。     

氯化钴诱导低氧与气体低氧对大鼠原代肺动脉平滑肌细胞增殖作用的比较研究

该研究比较了氯化钴(cobalt chloride, CoCl₂)诱导低氧与气体低氧对大鼠原代肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells, PASMCs)增殖及氧化应激的影响。采用不同剂量(25μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、400μmol/L) CoCl₂诱导细胞或将细胞置于低氧培养箱中,通过MTT、CCK-8和EdU检测比较CoCl₂诱导低氧与气体低氧对大鼠原代PASMCs增殖的影响,并通过Western blot、流式细胞术比较CoCl₂诱导低氧与气体低氧对低氧敏感蛋白低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)表达量和细胞内活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)含量的影响。结果显示,CoCl₂或气体低氧刺激细胞24 h均可增加PASMCs增殖活力、HIF-1α蛋白表达量和ROS含量。气体低氧下PASMCs增殖活力显著...     

白藜芦醇通过调控HIF-1α/NOX4/ROS通路抑制低氧诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞氧化应激与增殖

本文旨在明确白藜芦醇对低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells, PASMCs)氧化应激与增殖的作用及分子机制。体外分离培养原代大鼠PASMCs,采用不同浓度的白藜芦醇(10、20和40μmol/L)或NADPH氧化酶(NADPH oxidases, NOXs)抑制剂VAS2870 (10μmol/L)预处理0.5 h,然后将细胞置于常氧(21%O_2, 5%CO_2)或低氧(2%O_2, 5%CO_2)中培养24h。采用CCK-8法和增殖细胞核抗原(proliferatingcellnuclearantigen,PCNA)的表达水平检测细胞增殖,用DCFH-DA测定细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成,用real-time RT-PCR和Western blot检测NOX1、NOX4和低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor 1α, HIF-1α)的表达水平,通过小干扰RNAs (small interference RNAs, siRNAs)特异性沉默Hif-1α和Nox4后确定相关信号通路。结果显示,白藜芦醇和VAS2870均能显著抑制低氧诱导的大鼠PASMCs细胞增殖和ROS生成,同时白藜芦醇还能有效阻止低氧诱导的HIF-1α蛋白的聚集和NOX4的表达上调,而对NOX1没有明显的影响。沉默Hif-1α或Nox4后,低氧诱导的大鼠PASMCs细胞增殖和ROS累积均显著降低,且能被白藜芦醇进一步抑制。上述结果提示,白藜芦醇可能通过阻断HIF-1α/NOX4/ROS信号通路抑制低氧诱导的大鼠PASMCs氧化应激和增殖。     

低氧诱导因子-1的结构、功能、调节及其与低氧信号转导的关系

在许多类型细胞均发现低氧可诱导低氧诱导因子-1（HIF-1）水平的 增高,说明存在一个普遍的氧感受和低氧信号转导机制,其中HIF-1起着重要的作用。本文 综述了HIF-1的结构、功能和活性调节及其与低氧信号转导的关系等方面的研究进展。     

DDPH对低氧内皮细胞条件培养液诱导肺动脉平滑肌细胞增殖及α-SM-actin表达的影响

目的探讨1-(2,6-二甲基苯氧基)-2-(3,4-二甲氧基苯乙氨基)丙烷盐酸盐(DDPH)抑制低氧内皮细胞条件培养液(HECCM)诱导肺动脉平滑肌细胞增殖及对α-SM-actin表达的影响.方法利用低氧内皮细胞条件培养液建立猪肺动脉平滑肌细胞(PASMC)的增殖模型;以四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法、α平滑肌肌动蛋白(α-SM-actin)为指标,采用免疫细胞化学染色法观察低氧内皮细胞条件培养液对肺动脉平滑肌细胞增殖的影响以及DDPH对低氧内皮细胞条件培养液促肺动脉平滑肌细胞增殖后的逆转效应.结果低氧内皮细胞条件培养液显著促进肺动脉平滑肌细胞增殖,低氧内皮细胞条件培养液促肺动脉平滑肌细胞增殖后,肺动脉平滑肌细胞的表型发生转化,由收缩表型转化为合成表型,肺动脉平滑肌细胞胞浆内的α-SM-actin含量下降;DDPH能显著抑制低氧内皮细胞条件培养液对肺动脉平滑肌细胞的增殖作用,并使肺动脉平滑肌细胞的表型发生逆转,即由合成表型逆转为具有执行正常收缩功能的收缩表型,肺动脉平滑肌细胞胞浆内的α-SM-actin含量回升.结论提示DDPH能显著抑制低氧内皮细胞条件培养液促肺动脉平滑肌细胞的增殖作用,其作用机制可能是通过肺动脉平滑肌细胞的表型发生逆转来实现的.     

低氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞pHi及细胞增殖、凋亡的影响

目的: 探讨低氧肺血管结构重建时是否伴有PASMCs凋亡.方法: 体外低氧培养大鼠PASMCs,BCECF法测定细胞内pH值、光镜及电镜观察细胞形态、流式细胞仪测细胞周期、原位细胞凋亡(TUNEL法)观察细胞凋亡.结果: PASMCs在低氧早期即出现细胞内碱化,低氧6 h即出现G0/G1期细胞比例减少,G2/M期细胞比例增加,至24 h丝裂活动最强,但细胞凋亡率无显著变化.结论: 低氧PASMCs在细胞内碱化、细胞增殖的过程中不伴有细胞凋亡的改变.     

低氧、低氧诱导因子-1和白血病细胞分化

低氧诱导因子-1(HIF-1)是细胞适应低氧反应的主要转录因子,由氧敏感的HIF-1α和组成性表达的HIF-1β组成.系列研究表明,低氧是肿瘤的重要微环境.相应地,HIF-1在实体瘤的发展和转移过程中发挥重要作用.本实验室研究显示,低氧通过HIF-1的转录非依赖功能,即与造血细胞分化相关的转录因子C/EBPα和Runx1/AML1等相互作用,并增加其转录活性,诱导急性髓细胞性白血病细胞分化.本文就低氧和HIF-1在白血病细胞分化中的作用作一综述.     

大鼠低氧诱导因子-1α基因克隆和表达载体的构建

目的:对低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)基因进行克隆及载体构建,为进一步研究HIF-1基因转染骨髓基质细胞移植治疗脊髓缺血再灌注损伤提供实验依据.方法:制备大鼠脊髓缺血再灌注模型,提取脊髓组织mRNA,进行逆转录聚合酶链式反应(RT-PR)合成HIF-1α cDNA,并对其进行PCR扩增,对PCR产物进行纯化及连接T载体、转化感受态和双酶切鉴定,并将HIF-1α克隆入pcDNA3.1载体.结果:PCR扩增的片段长度为2472bp与预期结果一致;利用BamHI和XbaI双酶切能够切出大小约2472bP的目的片段,与PCR产物片段大小相等,经测序证实无碱基改变.结论:成功克隆HIF-1α,并被构建到载体pcDNA3.1中,为进一步研究基因转染奠定了基础.     

大鼠肺动脉平滑肌细胞缺氧后STAT3活性变化与细胞增殖关系的研究

目的：探讨信号转导及转录活化因子3（STAT3）对缺氧大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）增殖的影响及作用机制。方法：组织块法原代培养PASMCs,用AG490预孵育后进行缺氧处理,半定量RT-PCR,Westernblot法分别检测缺氧2h、6h、12h、16h、24h组STAT3酪氨酸活性水平变化;半定量RT-PCR检测缺氧条件下上述时相点c-mycmRNA水平变化;^3H-TdR掺入法观察缺氧条件下细胞增殖变化。结果：Western blot定量分析显示缺氧培养6h组STAT3酪氨酸磷酸化水平升高,12h组达高峰,16h略有下降;缺氧培养2h组c-mycmRNA表达升高,4h达高峰,6h下降,12h恢复至正常水平;^3H-TdR掺入法结果显示缺氧6h组细胞^3H-TdR掺入量的增加,并随缺氧时间延长变化更为显著。AG490抑制缺氧诱导STAT3酪氨酸磷酸化及c-mycmRNA表达。结论：①STAT3活化和c-myc表达参与缺氧PASMcS增殖;②在缺氧PASMCs增殖过程中STAT3上调c-myc表达。     

低氧对培养的不同内径的肺动脉平滑肌细胞增殖的影响

目的和方法：分离培养三种不同内径的肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）,用^3H－TdR掺入速率和细胞计数作为细胞增殖的指标,观察低氧对其增殖作用的影响。结果：低氧对三种不同内径的PASMCs（内径分别为＞1000μm、500－800μm、300-400μm）增殖促进作用显著不同,其^3H－TdR掺入速率和细胞计数分别增加23.5％和11.1％、60.0％和33.8％、141.4％和52.0％,选择对低氧最敏感的PASMCs（内径为300－400μm）,进一步探讨低氧促PASMCs增殖作用的细胞机制：钙拮抗剂verapail、蛋白激酶C抑制剂staurosporine(Stau)和细胞Na-H交换抑制剂amiloride可显著降低低氧情况下PASMCs^3H－TdR掺入速率和细胞计数。结论：低氧对三种不同内径的PASMCs增殖促进作用显著不同; Ca^2 、蛋白激酶C和Na^2 －H^ 交换的激活,可能是低氧促PASMCs增殖的重要胞内信息转导机制。     

缺氧时肺动脉内皮细胞与肺动脉平滑肌细胞增殖的相互影响

血管内皮细胞和血管平滑细胞在结构和功能上关系密切,两者的相互在与血管舒缩笔血和壁结构。本文观察了培养的小牛肺动脉内皮细胞（ＰＡＥＣｓ）和肺动平滑肌细胞（ＰＡＳＭＣＳ）缺氧时在细胞增殖方面的相互影响。ＰＡＳＭＣＳ常氧条件培养基（ＣＭ）可使ＰＡＥＣＳ的＾３Ｈ－ＴｄＲ掺入降低约５８％,缺氧ＣＭ对ＰＡＥＣＳ的＾３Ｈ－ＴｄＲ掺入无明显的抑制作用;ＰＡＥＣＳ的常氧ＣＭ使ＰＡＳＭＳ的＾３Ｈ－ＴｄＲ掺入升高约６０     

载脂蛋白E对低氧诱导小鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响及其机制*

目的:探讨外源性载脂蛋白E(apoE)对低氧诱导小鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖的影响及其机制。方法:采用组织块贴壁法原代培养小鼠PASMCs,取对数生长期PASMCs,分常氧组、常氧+apoE组、低氧组和低氧+apoE组,常氧组培养条件为:21% O₂、5% CO₂,低氧组培养条件为:1% O₂、5% CO₂,外源性加apoE使终浓度为10 μg/ml,培养时间为48 h,重复三次。EdU掺入法检测细胞增殖情况,Western blot法检测apoE、增殖细胞核抗原(PCNA)、蛋白激酶C(PKC)和磷酸化蛋白激酶C(p-PKC)蛋白的表达。结果:与常氧组比较,低氧组PASMCs增殖率提高64.7%,PCNA蛋白和p-PKC蛋白表达分别上调69.0%和120.0%,而apoE蛋白表达下调51.0%(P均＜0.05);与低氧组比较,低氧+apoE组PASMCs增殖率降低19.6%,PCNA蛋白和p-PKC蛋白表达分别下调19.8%和103.2%(P均＜0.05);各组间PKC蛋白表达无显著性差异,常氧组p-PKC蛋白表达与常氧+apoE组的相比也无显著性差异(P均＞0.05)。结论:apoE能抑制低氧诱导小鼠PASMCs增殖,其机制可能与阻碍PKC途径有关。     

Reactive oxygen species and ERK 1/2 mediate monocyte chemotactic protein-1-stimulated smooth muscle cell migration

Summary Monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1), a potent chemoattractant for monocytes, is thought to play a major role in atherosclerosis, but whether its atherogenic effects involve the direct modulation of vascular smooth muscle cell (SMC) functions remains unclear. This study examined the effects of MCP-1 on the migration of cultured A7r5 SMCs and the signaling pathways involved. Addition of recombinant MCP-1 stimulated SMC migration in modified Boyden chambers coated with type I collagen in a concentration-dependent manner, with 10^–9 M being maximally effective. Using untreated A7r5 cells, two MCP-1 receptors, CCR2 and CCR4, were detected and MCP-1 secretion was significantly increased by stimulation with platelet-derived growth factor. MCP-1-stimulated A7r5 migration was completely blocked by the NAD(P)H oxidase inhibitor, diphenylene iodonium (DPI), and dose-dependently inhibited by polyethylene glycol-conjugated superoxide dismutase (PEG-SOD), suggesting a role for reactive oxygen species (ROS) in this process. During MCP-1 stimulation, ROS production increased rapidly, then gradually decayed over 60 min, and this effect was markedly decreased by pretreatment with DPI or PEG-SOD. Interestingly, U0126 and PD98059, which inhibit activation of extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK 1/2), significantly inhibited MCP-1-activated ROS generation. Furthermore, transfection of an active mutant of MEK1 (ERK 1/2 kinase) markedly increased superoxide production in rat aortic smooth muscle cells, as detected by dihydroethydium staining, suggesting that ERK 1/2 activation stimulates ROS generation. ERK 1/2 activation was increased for at least 30 min in cells incubated with MCP-1, and this effect was abolished by U0126 or DPI pretreatment. These results demonstrate that MCP-1 is a chemoattractant for SMCs and that MCP-1-stimulated migration requires both ROS production and ERK 1/2 activation in a positive activation loop, which may contribute to the atherogenic effects of MCP-1.These authors contributed equally to this work.     

常氧和急性低氧下大鼠传导性肺动脉平滑肌细胞的电生理特性

本文旨在研究大鼠传导性肺动脉平滑肌细胞（pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs）的电生理特征及对急性低氧的反应。用酶解法急性分离出1-2级分支的PASMCs,通过全细胞膜片钳方法研究常氧及急性低氧状况下细胞钾电流的差异,并在常氧下先后使用iBTX和4-AP阻断大电导钙激活钾离子（large conductance Ca-activated K^＋,BKCa）通道及延迟整流性钾离子（delayed rectifier K^＋,KDR）通道后,观察细胞钾电流特征。根据细胞的大小、形态及电生理特征可将PASMCs分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。iBTX对Ⅰ类细胞几乎无作用,而4-AP几乎完全阻断它的钾电流;Ⅱ类细胞的钾电流在加入iBTX后大部分被抑制,其余的对4．AP敏感;Ⅲ类细胞的钾电流对iBTX及4-AP均敏感。急性低氧对三类细胞的钾电流均有不同程度的抑制,并使Ⅰ类细胞的膜电位显著升高,而Ⅱ、Ⅲ类细胞膜电位升高的程度不如Ⅰ类显著。结果表明,传导性肺动脉有3种形态及电生理特性不同的PASMCs,在急性低氧时其钾电流不同程度地受到抑制,同时静息膜电位也有不同程度去极化,这些可能参与急性低氧时传导性肺动脉舒缩反应的调节。KDR及BKCa通道在3种细胞中的比例不同可能是急性低氧对3种PASMCs影响不同的离子基础。     

大鼠细小肺动脉平滑肌细胞原代培养和鉴定方法的研究

目的：建立一种重复性好、培养周期短及传代次数多的大鼠细小肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）培养方法。方法：在无菌条件下,分离雄性SD大鼠肺细小动脉,剥离外膜和剔除内皮细胞,经胶原酶I消化,培养PASMCs。0.4%台盼蓝染色测定细胞活力;倒置相差显微镜观察;免疫细胞化学法和免疫荧光染色法,进行平滑肌α-肌动蛋白（α-SMactin）鉴定。结果：形态学观察、免疫细胞化学法及免疫荧光染色法鉴定表明培养细胞为PASMCs;细胞存活率在96.5%以上;原代培养后4～7d即可传代,并且生长特点、细胞形态不易发生改变。结论：采用胶原酶I消化法培养PASMCs,方法简单、酶消化时间易控制、培养周期短、重复性好,培养的原代PASMCs具有数量多和生长迅速的特点。     

ET-1 stimulates pulmonary arterial smooth muscle cell proliferation via induction of reactive oxygen species

Recent studies implicate reactive oxygen species (ROS) such as superoxide anions and H(2)O(2) in the proliferation of systemic vascular smooth muscle cells (SMCs). However, the role of ROS in SMC proliferation within the pulmonary circulation remains unclear. We investigated the effects of endothelin-1 (ET-1), a potential SMC mitogen, on ROS production and proliferation of fetal pulmonary artery SMCs (FPASMCs). Exposure to ET-1 resulted in increases in superoxide production and viable FPASMCs after 72 h. These increases were prevented by pretreatment with PD-156707. Treatment with pertussis toxin blocked the effects of ET-1, whereas cholera toxin stimulated superoxide production and increased viable cell numbers even in the absence of ET-1. Wortmannin, LY-294002, diphenyleneiodonium (DPI), 4-(2-aminoethyl)benzenesulfonyl fluoride, and apocynin also prevented the ET-1-mediated increases in superoxide production and viable cell numbers. Exposure to H(2)O(2) or diethyldithiocarbamate increased viable cell number by 37% and 50%, respectively. Conversely, ascorbic acid and DPI decreased viable cell number, which appeared to be due to an increase in programmed cell death. Our data suggest that ET-1 exerts a mitogenic effect on FPASMCs via an increase in ROS production and that antioxidants can block this effect via induction of apoptosis. Antioxidant treatment may therefore represent a potential therapy for pulmonary vascular diseases.