2. 山东省千佛山医院医学研究中心
2. Medical Research Center, Shandong Provincial Qianfoshan Hospital
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、活力及凋亡如图 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)。
如图 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)。
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。
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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 |