本文選題：StAR　切入點：血管內(nèi)皮細胞　出處：《復旦大學》2006年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】： 類固醇激素合成急性調(diào)節(jié)蛋白(steroidogenic acute regulatory protein，StAR)首先是在類固醇激素生成組織中發(fā)現(xiàn)的，對類固醇激素合成具有重要限速作用。StAR可介導膽固醇由線粒體外膜轉(zhuǎn)到線粒體內(nèi)膜，之后膽固醇在線粒體內(nèi)細胞色素氧化酶的作用下轉(zhuǎn)化為極性更強、更易流出細胞的氧化固醇。因此StAR有助于膽固醇流出，可能參與了動脈粥樣硬化中膽固醇逆向轉(zhuǎn)運過程。 隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)StAR除了存在于類固醇激素生成組織外，還表達于其他組織中，其中研究最多的是肝臟。在肝細胞中，StAR同樣具有將膽固醇由線粒體外膜轉(zhuǎn)入內(nèi)膜的作用，是膽汁酸酸性合成途徑的限速步驟。更有意義的是在這個過程中所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)性氧化固醇(oxysterol)，其對維持血漿膽固醇代謝平衡有重要作用，可通過核內(nèi)固醇類受體調(diào)節(jié)維持膽固醇代謝平衡關鍵基因的表達，以達到預防和治療諸如動脈粥樣硬化等與脂質(zhì)代謝紊亂相關疾病的目的。 脂質(zhì)代謝紊亂是動脈粥樣硬化發(fā)生的重要發(fā)病環(huán)節(jié)，而血管內(nèi)皮細胞則是其發(fā)生發(fā)展的始動環(huán)節(jié)。維持膽固醇代謝平衡是預防動脈粥樣硬化發(fā)生的有效手段。如果血管內(nèi)皮細胞可將過多的膽固醇等脂類物質(zhì)由細胞內(nèi)排出，可阻止過多的脂質(zhì)進一步向內(nèi)皮下沉積，進而阻止或減緩動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。因此，本文研究StAR在體外培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細胞膽固醇代謝中的作用，并利用apoE基因敲除小鼠復制動脈粥樣硬化模型在體內(nèi)研究StAR在小鼠中的表達及意義，從而為動脈粥樣硬化的防治提供新的理論基礎和實驗依據(jù)。我們的實驗主要分以下四部分： 第一部分：建立大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞的原代培養(yǎng)方法，用血管內(nèi)皮細胞生物學功能基因芯片研究原代培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞特征，為研究心血管疾病奠定基礎。在本室前期工作的基礎上，利用植塊法培養(yǎng)大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞；利用倒置顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察培養(yǎng)細胞的形態(tài)學特征；利用免疫細胞化學方法顯示血管內(nèi)皮細胞特異性表面標志；用細胞計數(shù)方法繪制細胞生長曲線；用血管內(nèi)皮細胞生物學功能基因芯片研究細胞基因表達譜，并比較原代細胞和傳代細胞基因表達譜的變化。結果顯示：利用植塊法培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞具備多種典型微血管內(nèi)皮細胞(microvascularendothelial cell，MVEC)特征：細胞呈多邊形或梭形并呈鋪路石樣生長；存在管腔樣結構(tube-like structure，TLS)和毛細血管網(wǎng)絡，細胞表面有豐富的微絨毛：CD34、CD31、CD105、vW因子和Tie-2陽性；多種與正常血管功能密切相關的基因不同程度表達，前2代細胞特征穩(wěn)定。以上結果表明，用植塊法培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞，具備微血管內(nèi)皮細胞的特征，原代和第2代培養(yǎng)細胞特征穩(wěn)定，可用于心血管疾病的基礎與臨床研究。比較原代及多次傳代細胞基因表達譜的變化，發(fā)現(xiàn)原代培養(yǎng)的心肌微血管內(nèi)皮細胞在多次傳代后失去血管內(nèi)皮細胞的特征，不再適合作為血管內(nèi)皮細胞使用。 第二部分：研究血管內(nèi)皮細胞中StAR的表達及脂類物質(zhì)對其的調(diào)節(jié)，為進一步闡明StAR在血管內(nèi)皮細胞中的作用奠定基礎。通過免疫化學方法研究血管內(nèi)皮細胞中StAR的表達和定位，利用實時定量RT-PCR、Western blot方法觀察游離膽固醇(cholesterol，CHO)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)及25-羥化膽固醇(25-hydroxycholesterol，25-OH)三種脂類物質(zhì)對bEnd．3細胞中StAR mRNA及蛋白表達的調(diào)節(jié)。結果首次發(fā)現(xiàn)在原代培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞(rat myocardial microvascualr endothelial cell，RMMVEC)、bEnd．3細胞、人主動脈內(nèi)膜及人結締組織小靜脈內(nèi)皮中均有StAR的表達，并主要定位于胞漿中。三種脂類物質(zhì)對bEnd．3細胞中StAR mRNA及蛋白的影響存在明顯的時間和劑量相關性。mRNA結果顯示：加入10μml CHO 4小時后，StAR mRNA達最高水平(與對照組相比，P＜0.05)，之后逐漸降低，在24小時回到基礎水平；加入15μg／ml LDL后，StAR mRNA也在4小時達到高峰(與對照組相比，P＜0.05)，之后隨著時間延長逐漸降低；而加入10μml 25-OH則在12小時達到最高(與對照組相比，P＜0.01)。在劑量依賴實驗中，CHO、LDL以及25-OH作用最強濃度分別為10μg／ml(與對照組相比，P＜0.05)、15μg／ml(與對照組相比，P＜0.01)和10μg／ml(與對照組相比，P＜0.05)。蛋白檢測結果顯示：加入10μg／mlCHO 8小時后，StAR蛋白達最高水平(與對照組相比，P＜0.05)，之后逐漸降低；加入15μg／ml LDL后，StAR蛋白在24小時達到高峰(與對照組相比，P＜0.01)；而加入10μg／ml 25-OH時在4小時達到最高(與對照組相比，P＜0.05)。在劑量依賴實驗中，CHO、LDL以及25-OH作用最強濃度分別為10μg／ml(與對照組相比，P＜0.05)、15μg／ml(與對照組相比，P＜0.01)和10μg／ml(與對照組相比，P＜0.01)。以上結果表明，RMMVEC、bEnd．3細胞、人主動脈內(nèi)膜及人結締組織小靜脈內(nèi)皮中均有StAR的表達，并主要定位于胞漿中；CHO、LDL和25-OH可上調(diào)StAR在bEnd．3細胞中的表達，并呈時間和劑量依賴性。 第三部分：在bEnd．3細胞中利用腺病毒載體過表達StAR，研究StAR對血管內(nèi)皮細胞中膽固醇逆向轉(zhuǎn)運蛋白的影響。通過實時定量RT-PCR及Western blot方法檢測細胞中膽固醇逆向轉(zhuǎn)運蛋白——ATP結合盒轉(zhuǎn)運體A1及G1(ATP-binding cassette transporter A1／G1，ABCA1／ABCG1)mRNA及蛋白表達的變化，觀察過表達StAR后對血管內(nèi)皮細胞中膽固醇排出的影響。結果顯示：利用腺病毒表達載體可有效感染bEnd．3細胞，感染效率達96％以上，實時定量RT-PCR及Western blot的方法證實bEnd．3細胞中有StAR基因及蛋白的過表達。用含StAR全長cDNA的腺病毒感染bEnd．3細胞48小時后，細胞中膽固醇逆向轉(zhuǎn)運蛋白ABCAlmRNA是對照組1.5倍(與不加病毒對照組及空病毒載體組相比，P＜0.05)，其蛋白表達水平是對照組的3倍(其中與不加病毒對照組相比P＜0.01，與空病毒載體組相比P＜0.05)。同時ABCG1 mRNA表達升高，是對照組的1.8倍(與不加病毒對照組及空病毒載體組相比P＜0.01)，蛋白水平表達也升高，是對照組的1.9倍(與不加病毒對照組及空病毒載體組相比P＜0.01)。結果表明，在血管內(nèi)皮細胞中過表達StAR可促進膽固醇逆向轉(zhuǎn)運蛋白ABCA1及ABCG1基因及蛋白表達增高，可通過增加血管內(nèi)皮細胞中膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運，來減少內(nèi)皮細胞中膽固醇的聚集。 第四部分：研究StAR在apoE基因敲除小鼠中的表達及意義，并觀察血脂及年齡對其影響，為進一步探討脂質(zhì)代謝紊亂在動脈粥樣硬化中的作用奠定基礎。利用實時定量RT-PCR及Western blot方法觀察不同年齡、性別小鼠肝臟中StAR mRNA及蛋白表達的變化，利用血脂檢測試劑盒檢測血脂水平。結果顯示：在C57BL／6J小鼠中，隨年齡增長血脂含量無明顯變化：StAR mRNA及蛋白表達在1月齡達到最高，但無統(tǒng)計學意義。在apoE基因敲除小鼠，隨年齡增長血脂逐漸升高，尤以低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)增高為顯著(其中3月齡及5月齡vs．1月齡P＜0.01，5月齡vs．3月齡P＜0.01)；StAR mRNA及蛋白表達呈現(xiàn)先增高后降低，，1月齡較新生小鼠表達增高(與新生鼠比較P＜0.05)，在3月齡中表達最高(與新生鼠比較P＜0.01)，到5月齡時表達較3月齡小鼠降低(與3月齡小鼠比較P＜0.01)。與C57BL／6J小鼠相比，apoE基因敲除小鼠血脂明顯增高(P＜0.01)，肝臟中StAR mRNA表達明顯高于對應的C57BL／6J小鼠(其中新生與1月齡小鼠P＜0.01，3月齡及5月齡小鼠P＜0.05)，而StAR蛋白在2種小鼠中表達無明顯差異。結果顯示StAR在體內(nèi)的表達與年齡及血脂有一定的聯(lián)系。 綜上所述，本研究結果提示：本室用植塊法培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞，具備微血管內(nèi)皮細胞的特征，原代和第2代培養(yǎng)細胞特征穩(wěn)定；在RMMVEC、bEnd．3細胞、人主動脈內(nèi)膜及人結締組織小靜脈內(nèi)皮中均有StAR的表達，并主要定位于胞漿中；CHO、LDL和25-OH可上調(diào)StAR在bEnd．3細胞中的表達，并呈時間和劑量依賴關系；StAR可促進血管內(nèi)皮細胞中膽固醇逆向轉(zhuǎn)運蛋白ABCA1及ABCG1的表達，從而可促進細胞內(nèi)膽固醇的排出，減少膽固醇的聚集；StAR在體內(nèi)的表達與年齡及血脂有一定聯(lián)系。
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【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：R363

【參考文獻】

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本文編號：1599723