富心方通过调控c-Fos-NR4A1-p38通路改善人动脉血管内皮细胞缺氧引起的损伤

Fuxinfang improves hypoxia-induced injury of human aortic endothelial cells by regulating c-Fos-NR4A1-p38 pathway

目的探讨富心方改善动脉内皮细胞损伤的分子机制。方法将13只雄性SPF级SD大鼠随机分为含药血清组（8只）与普通血清组（5只），通过灌药物、生理盐水分别制备血清。通过预实验采用体外培养的HAECs，分为21% O₂常氧培养细胞，2% O₂的缺氧培养细胞，两部分细胞都分别给予普通大鼠血清与低、高浓度富心方含药血清（1%，10%）；确定RNA高通量测序检测比较21% O₂培养对照组（普通血清10%）、2% O₂的缺氧模型组（普通血清10%）、2% O₂的缺氧模型组加载富心方含药血清(1%和10%)给药组之间的差异基因（DEGs），并从中筛选出本研究的目标基因：既因缺氧发生表达变化，且这些DEG又因富心方作用发生表达变化，同时也是动脉血管内皮细胞损伤相关基因。再结合AmiGO和String数据库筛选推测这些目标基因的相互关系，然后通过ELISA方法和Western blot法验证这些最终筛选出的目标因子在不同细胞模型中的蛋白表达水平和RNA高通量测序基因筛选结果的一致性。结果预实验结果显示，21% O₂培养对照组，2% O₂的缺氧模型组（两组各加入普通血清1%，10%），不因为不同血清浓度的加入影响细胞的形态和缺氧细胞模型验证因子（eNOS、ACE、ACE2、AGT、IL17、IL18）的表达差异。高通量测序结果显示，缺氧条件下的HAECs中共有7134个基因的表达和正常对照组细胞中的基因表达相比发生了显著变化（上调基因4205个，下调基因2929个），而在富心方作用后的缺氧HAEC中共有762个DEGs（上升305个，下调457个）的变化水平比缺氧模型组细胞中的相同基因变化有显著不同（P < 0.05）。最终根据在高通量变化中变化显著，从中选择了与抑制动脉粥样硬化和动脉血管内皮细胞损伤有关的基因，并结合AmiGO和String数据库通过Cytoscape软件构建蛋白质之间相互作用网络确认以下3个基因：原癌基因（c-Fos）、孤儿核受体（NR4A1）和p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK），既在缺氧条件下相对表达升高，又在富心方加入后相对表达降低，故选择作为本研究的研究靶点基因。ELISA与Western blot结果显示，与21% O₂常氧处理的对照组HAEC细胞相比，缺氧模型组c-Fos、NR4A1、p38MAPK的水平在缺氧条件下升高（P < 0.05）；与缺氧模型组比较，富心方含药血清处理后的细胞HAEC中的c-Fos、NR4A1、p-p38MAPK的蛋白表达水平明显下降，并且是富心方浓度依赖性的（P < 0.05）。结论缺氧可导致动脉血管内皮细胞损伤有关的基因的表达水平发生变化，但是富心方含药血清可以浓度依赖性的逆转这些基因的表达，推测富心方通过下调缺氧条件下HEAC细胞中c-Fos基因的表达从而抑制NR4A1基因，并降低由于缺氧升高的p38的磷酸化起到改善动脉血管内皮细胞损伤引起的动脉粥样硬化的作用，该机制还需要进一步通过in vivo和in vitro的实验加以求证。