中国辐射卫生  2018, Vol. 27 Issue (1): 25-27  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2018.01.007

引用本文 

王一凡, 郑盈盈, 解奇, 刘炬. 低剂量X射线对脐静脉内皮细胞分泌vWF的影响[J]. 中国辐射卫生, 2018, 27(1): 25-27. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2018.01.007.
WANG Yifan, ZHENG Yingying, XIE Qi, LIU Ju. Effect of low-dose X ray on human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) secreting von Willebrand factor (vWF)[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2018, 27(1): 25-27. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2018.01.007.

基金项目

山东省医药卫生科技发展项目(2014WS0358)

通讯作者

解奇, E-mail:xieqi2012@163.com

文章历史

收稿日期:2017-12-01
低剂量X射线对脐静脉内皮细胞分泌vWF的影响
王一凡 1, 郑盈盈 2, 解奇 2, 刘炬 2     
1. 潍坊医学院, 山东 潍坊 261053;
2. 山东省千佛山医院医学研究中心
摘要目的 探讨低剂量X射线(0.1 Gy)照射对脐静脉内皮细胞分泌vWF的影响。方法 采用医用直线加速器对脐静脉内皮细胞进行0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X射线照射,然后采用MTT法、台盼蓝染色和细胞凋亡实验检测细胞增殖、细胞活力及细胞凋亡。此外,采用ELISA和Westernblot方法检测受X射线照射后的细胞培养液中vWF的表达。结果 以0.1 Gy的低剂量X射线照射脐静脉内皮细胞后,细胞增殖、细胞活力以及细胞凋亡的结果与对照组相比无统计学差异,但照射后的脐静脉内皮细胞培养基中vWF水平明显升高。结论 低剂量(0.1 Gy)的X射线剂量照射不会导致脐静脉内皮细胞增殖、凋亡或细胞活性的显著改变,但是促使其分泌vWF的量增多。
关键词X射线    0.1 Gy    血管性血友病因子    脐静脉内皮细胞    血栓形成    
Effect of low-dose X ray on human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) secreting von Willebrand factor (vWF)
WANG Yifan 1, ZHENG Yingying 2, XIE Qi 2, LIU Ju 2     
1. Weifang Medical University, Weifang 261053 China;
2. Medical Research Center, Shandong Provincial Qianfoshan Hospital
Abstract: Objective To determine the effects of low-dose (0.1 Gy) X-ray on secretion of von Willebrand factor (vWF) in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Methods HUVECs were irradiated at the doses of 0 Gy (control) and 0.1 Gy (200 cGy/min) by a medical linear accelerator. The proliferation, viability and apoptosis of the irradiated HUVECs were examined through MTT assay, Trypan Blue exclusion and flow cytometry. The secretion of vWF was detected through ELISA and Western blot of the culture media of the irradiated HUVECs. Results There were no statistically significant differences between the control group and the experimental group in proliferation, viability and apoptosis of HUVECs. However, the secretion of vWF in the experimental group was increased significantly. Conclusion Low-dose (0.1 Gy) X-ray irradiation does not change the proliferation, viability and apoptosis of HUVECs, but increases the secretion of vWF from HUVECs.
Key words: X-Ray    0.1 Gy    Von Willebrand Factor (vWF)    Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)    Thrombosis    

血管性血友病因子(vWF)是一种主要由血管内皮细胞合成并分泌到血浆中的多聚体糖蛋白。在正常生理情况下,血浆中vWF多聚体与血小板结合,促进血小板粘附到内皮下结构,在止血的过程中发挥重要作用。此外,vWF可作为载体蛋白稳定凝血因子Ⅷ促进凝血因子的活化。在病理状态下,vWF促进血栓形成过程,因此被认为是动静脉血栓形成的危险因素之一。流行病学的研究发现,高浓度的vWF和低浓度的特异性vWF裂解酶(ADAMTS-13)是冠心病发病的重要危险因素[1]。vWF基因在全身血管内皮中均有表达,并且几乎仅在血管内皮中表达,vWF绝大部分由内皮细胞合成并储存在Weibel-Palade小体内,其合成和释放与内皮细胞的内外部环境变化密切相关[2]。血浆中vWF水平的变化可反映血管内皮细胞的损伤、异常活化或功能异常。因此,血浆中vWF的水平可用于临床的检测和评估。

X射线是在医学中有着广泛应用的一种电离辐射。高剂量的X射线会对人体造成损伤。临床患者需要接受多次X射线的照射,但辐照的剂量属于低剂量范围以内。本研究采用医用直线加速器对脐静脉内皮细胞进行0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X射线照射,然后对细胞进行细胞增殖、活力以及凋亡的检测,取细胞培养液,采用ELISA和Western方法检测受照细胞的vWF的分泌。

1 材料与方法 1.1 材料

人脐静脉内皮细胞(Manassas, VA, USA)、兔抗人单克隆抗体vWF (DaKo, Glostrup, Denmark)、MTT试剂盒(北京索莱宝)、台盼蓝染色液(Gibco)、细胞凋亡试剂盒(联科生物)、vWF酶联免疫试剂盒(Ramco Laboratories, Stafford, TX, USA)、Western电泳仪(美国BIO-RAD)、流式细胞仪(BD)、显影仪(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)。

1.2 实验方法 1.2.1 细胞培养及处理

细胞用DMEM高糖培养基(含10 %热灭活胎牛血清、100 U/mL青霉素,100 U/mL链霉素)于37℃、5% CO2培养箱中培养。

1.2.2 X射线照射方式

采用美国Varian 21EX医用6 MV直线加速器,细胞培养板放置在1.5 cm等效蜡板上,源皮距100 cm,照射野10 cm×10 cm,剂量率200 cGy/min,总照射剂量分别为0、0.1 Gy。

1.2.3 MTT法

收集对数期细胞,调整细胞悬液浓度,使用96孔平底板每孔加入100 μl,铺板后置于5% CO2,37℃培养箱中孵育,细胞贴壁后即用医用直线加速器分别给予0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X线照射,实验组和对照组各设置3个复孔,继续置于5% CO2,37℃培养箱中孵育24 h后,每孔加入20 μl MTT溶液(5 mg/ml,即0.5 % MTT),继续培养4 h后吸去孔内培养液,每孔加入150 μl二甲基亚砜,用摇床低速振荡10 min,使结晶物充分溶解。用酶联免疫检测仪OD490 nm处测量各孔的吸光值。

1.2.4 台盼蓝染色

分别以0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X线照射脐静脉内皮细胞,共设置3组对照实验,胰酶消化贴壁细胞,制备单细胞悬液,并做适当稀释,再将细胞悬液与0.4 %台盼蓝溶液(Gibco)以9:1混合混匀(终浓度0.04%)。三分钟内分别计数活细胞和死细胞。镜下观察,死细胞被染成蓝色,活细胞呈无色透明状。统计细胞活力:活细胞率(%)=活细胞总数/(活细胞总数+死细胞总数)×100%。

1.2.5 细胞凋亡实验

分别以0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X射线照射脐静脉内皮细胞,共设置3组对照实验,胰酶消化贴壁细胞,用预冷PBS离心洗涤细胞2次,弃上清。取适量预冷1× Binding Buffer重悬细胞沉淀,调整细胞浓度为1×106~1×107个细胞/ml,每个样品管中加入100 μl细胞悬液,约1×105~1×106个细胞/每管。每管加入5 μl Annexin V-APC和10 μl 7-AAD,轻柔涡旋混匀,室温避光孵育15分钟,每管加入380 μl预冷1×Binding Buffer。上机检测分析。

1.2.6 ELISA

贴壁的内皮细胞分别给予0、0.1 Gy(剂量率为200 cGy/min)的X射线照射,共设置6组对照实验。收取培养液,1075 rpm、4℃离心2 min,吸取上清,用PBS以1:20稀释,用vWF酶联免疫试剂盒检测培养液中vWF的表达水平。

1.2.7 Western blot检测

Western blot检测培养液中vWF蛋白表达,重复3次。提取总蛋白,SDS-PAGE电泳,转PVDF膜,使用Bio-Rad成像系统成像,ImageJ软件进行灰度分析。

1.3 统计学处理

SPSS 17.0统计软件分析,计量资料采用x±s表示。实验组和对照组指标比较采用两独立样本t检验,检验水准α=0.05,P<0.05认为是有统计学差异。

2 结果 2.1 低剂量X射线处理不显著影响HUVEC细胞增殖、活力及凋亡

图 1所示,MTT实验结果显示接受X射线照射的细胞少量增殖,但三次实验结果统计分析无显著性差别(P>0.05);如图 2所示,台盼蓝染色结果显示接受X射线照射的细胞活力降低,但三次实验结果统计分析无显著性差别(P>0.05);如图 3所示,细胞凋亡实验结果显示接受X射线照射的细胞少量凋亡,但三次实验结果统计分析无显著性差别(P>0.05)。

图 1 MTT检测细胞增殖能力

图 2 台盼蓝染色检测细胞活力

图 3 流式细胞术检测细胞凋亡
2.2 低剂量X射线对脐静脉内皮细胞分泌vWF的影响

图 4所示,ELISA检测细胞培养基中vWF的分泌情况,接受0.1 Gy X射线照射的细胞培养液中vWF水平是对照组的3.67倍(P < 0.05)。图 5为Western条带以及灰度分析的结果,提取培养液总蛋白检测vWF水平,接受0.1 Gy X射线照射的细胞培养液中vWF水平是对照组的4.23倍(P < 0.05)。

图 4 ELISA检测HUVEC细胞培养上清vWF的表达

图 5 Western检测HUVEC细胞培养上清vWF的表达
3 讨论

血浆中vWF水平升高与多种疾病相关,如动脉粥样硬化、动静脉血栓形成等。长期以来,vWF主要被当作心肌梗死标志物或预测因子来研究。直到2012年底,Gandhi等在小鼠缺血再灌注模型中发现vWF基因敲除鼠中心肌缺血再灌注损伤显著减少,而特异性vWF裂解酶(ADAMTS-13)基因敲除鼠损伤明显增加[3]。因此认为vWF是心肌缺血再灌注损伤的重要促损伤因素,也提示vWF可作为防治心肌缺血再灌注损伤的新靶点。

根据以往的实验研究,脐静脉内皮细胞在受到肿瘤坏死因子TNF-α刺激后分泌血管性血友病因子(vWF)增多,但细胞内的vWF水平并没有变化[4]。本研究中,以0.1 Gy的低剂量X射线照射脐静脉内皮细胞后,并没有造成细胞增殖、细胞凋亡或影响细胞活性等,但细胞培养基中vWF水平明显升高,证明该剂量的X射线照射会使脐静脉内皮细胞分泌vWF增多。结果表明临床病人或医务工作者接受0.1 Gy的低剂量X射线照射虽然不会对身体造成明显伤害,但有可能会使血液中vWF水平升高,但具体的表达调节机制以及对人体的长远影响还需要进一步探索。

参考文献
[1]
van Schie MC, van Loon JE, de Maat MP, Leebeek FW. Genetic determinants of von Willebrand factor levels and activity in relation to the risk of cardiovascular disease:a review[J]. Journal of thrombosis and haemostasis:JTH, 2011, 9: 899-908. DOI:10.1111/j.1538-7836.2011.04243.x
[2]
Valentijn KM, Eikenboom J. Weibel-Palade bodies:a window to von Willebrand disease[J]. Journal of thrombosis and haemostasis:JTH, 2013, 11: 581-92. DOI:10.1111/jth.2013.11.issue-4
[3]
Gandhi C, Motto DG, Jensen M, Lentz SR, Chauhan AK. ADAMTS13 deficiency exacerbates VWF-dependent acute myocardial ischemia/reperfusion injury in mice[J]. Blood, 2012, 120: 5224-30. DOI:10.1182/blood-2012-06-440255
[4]
Li Y, Li L, Dong F, Guo L, Hou Y, Hu H, Yan S, Zhou X, Liao L, Allen TD, Liu JU. Plasma von Willebrand factor level is transiently elevated in a rat model of acute myocardial infarction[J]. Experimental and therapeutic medicine, 2015, 10: 1743-1749. DOI:10.3892/etm.2015.2721