阻断细胞间粘附分子-1可预防血管紧张素II诱导的高血压和血管功能障碍

Blockade of intercellular adhesion molecule-1 prevents angiotensin II-induced hypertension and vascular dysfunction

作者信息Ping-Ping Lang, Jie Bai, Yun-Long Zhang, Xiao-Lei Yang, Yun-Long Xia, Qiu-Yue Lin, Hui-Hua Li
PMID31527830
发布时间2020-03
DOI10.1038/s41374-019-0320-z

实验完整度

包含体内动物模型(WT小鼠Ang II输注)、体外细胞实验(HUVEC与巨噬细胞粘附/迁移)及组织学、分子生物学等多层次验证。

主要模型

C57BL/6J野生型小鼠Ang II输注高血压模型 人脐静脉内皮细胞(HUVECs) 骨髓来源巨噬细胞

重点核对

Ang II输注剂量为1000 ng/kg/min,持续7或14天 ICAM-1中和抗体剂量为1或2 mg/mouse/day,每两天一次,尾静脉注射 血压测量采用尾套法,环境温度25-30°C 血管功能检测采用主动脉环对乙酰胆碱和硝普钠的舒张反应 体外实验中Ang II处理HUVECs浓度为100 nM,处理24小时

摘要

单核细胞和粘附浸润进入动脉内膜下是高血压发展的初始步骤。内皮细胞间粘附分子-1(ICAM-1)已被发现在几种心脏疾病中参与白细胞的募集和粘附。然而,ICAM-1在血管紧张素II(Ang II)诱导的高血压发展中的作用仍然未知。通过给野生型(WT)小鼠输注Ang II(1000 ng/kg/min)诱导高血压,分别给予IgG对照或ICAM-1中和抗体(分别为1和2 mg/mouse/day)。使用尾套系统测定血压。通过组织学检查评估血管重塑。通过免疫染色测定炎症和活性氧(ROS)水平。通过主动脉环实验评估血管功能障碍。通过定量实时PCR分析评估纤维化标志物、细胞因子和NOX的表达。我们的结果表明,Ang II输注显著增加了主动脉中的ICAM-1水平。用中和抗体阻断ICAM-1可显著减弱Ang II诱导的动脉高血压、血管肥大、纤维化、巨噬细胞浸润和ROS产生,并改善血管松弛。总之,ICAM-1介导的单核细胞粘附和迁移在Ang II诱导的动脉高血压和血管功能障碍中发挥关键作用。ICAM-1抑制剂可能代表治疗该疾病的新治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ICAM-1在血管紧张素II(Ang II)诱导的高血压和血管功能障碍发展中的作用及其机制。
核心机制
Ang II上调主动脉ICAM-1表达,促进单核细胞/巨噬细胞粘附至内皮细胞并迁移,进而引发炎症和氧化应激,导致血管重塑和功能障碍。
主要证据
在WT小鼠中,Ang II输注增加主动脉ICAM-1表达,而ICAM-1中和抗体呈剂量依赖性降低血压、血管肥大、纤维化、巨噬细胞浸润、ROS产生,并改善血管内皮依赖性舒张;体外实验显示ICAM-1阻断抑制Ang II诱导的巨噬细胞粘附与迁移。
研究意义
研究首次证实ICAM-1在Ang II诱导的高血压发病中的因果作用,提示ICAM-1抑制剂可能成为治疗高血压的新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立高血压模型并检测ICAM-1表达

验证Ang II输注是否上调主动脉和血清中的ICAM-1水平。

对WT小鼠持续输注Ang II(1000 ng/kg/min)或生理盐水7或14天,通过qPCR、免疫组化和ELISA检测ICAM-1表达。

2

评估阻断ICAM-1对血压的影响

检验ICAM-1中和抗体是否能降低Ang II诱导的高血压。

在Ang II输注前及期间,给予WT小鼠IgG对照或ICAM-1中和抗体(1或2 mg/mouse/day,每两天一次,尾静脉注射),测量血压。

3

评估血管重塑和纤维化

研究ICAM-1阻断对Ang II诱导的血管肥大和纤维化的影响。

通过H&E染色测量主动脉壁厚度,Masson三色染色检测胶原沉积,qPCR检测胶原I和III的mRNA水平。

4

评估炎症和氧化应激

检验ICAM-1阻断是否减少巨噬细胞浸润和ROS产生。

使用Mac-2免疫染色计数巨噬细胞,DHE染色检测ROS,qPCR检测IL-1β、IL-6、NOX2和NOX4的表达。

5

评估血管功能

检查ICAM-1阻断是否改善Ang II诱导的血管内皮功能障碍。

分离主动脉环,检测对乙酰胆碱(ACh)和硝普钠(SNP)的浓度依赖性松弛反应。

6

体外验证巨噬细胞粘附和迁移

验证ICAM-1在Ang II诱导的巨噬细胞粘附与迁移中的作用。

用Ang II(100 nM)处理HUVECs,加入抗ICAM-1抗体,与巨噬细胞共培养,检测粘附;使用Transwell实验检测迁移。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
血管紧张素IIAladdin--
渗透泵AlzetMODEL 1007D for 7 days; MODEL 1002 for 14 days
对照IgGBeyotimeA7028
抗ICAM-1中和抗体Bio X CellBE0020-1
尾套系统SoftronBP-98A
ICAM-1 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M0710c
抗ICAM-1抗体Proteintech10020-1-AP
抗Mac-2抗体SigmaSAB4501746
DAPISigma--
二氢乙锭----
荧光显微镜OLYMPUSBX53
TRIzol试剂Invitrogen--
Superscript II逆转录酶Invitrogen--
SYBR MixTakara--
力传感器Danish Myo Technology--
PKH-2荧光染料Sigma-Aldrich--
倒置显微镜OLYMPUSIX73
SPSS软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
Ang II输注剂量:1000 ng/kg/min;渗透泵型号:Alzet MODEL 1007D(7天)或MODEL 1002(14天);小鼠品系、性别与年龄:C57BL/6J,雄性,8周龄;每组样本量:6只;抗体剂量:1或2 mg/mouse/day,隔天给药,尾静脉注射。
阅读提示:Materials and methods: Animals and treatment
血压测量
测量方法:尾套法;环境温度:25-30°C。
阅读提示:Materials and methods: Blood pressure measurement
组织学分析
组织固定:10%福尔马林;切片厚度:5 μm;染色:H&E、Masson三色;免疫组化抗体:抗ICAM-1 (Proteintech, 10020-1-AP);Mac-2抗体 (Sigma, SAB4501746);DHE浓度:1 μM,孵育条件:37°C 30分钟。
阅读提示:Materials and methods: Histopathological analysis
qPCR
RNA提取:TRIzol;逆转录:Superscript II;SYBR Mix(Takara);内参:GAPDH;引物序列见Methods。
阅读提示:Materials and methods: Quantitative real-time PCR analysis
血管功能检测
主动脉环长度:4 mm;检测试剂:乙酰胆碱和硝普钠;张力记录设备:Danish Myo Technology。
阅读提示:Materials and methods: Vascular relaxation examinations
体外细胞实验
HUVEC培养条件:内皮细胞培养基+5%胎牛血清;Ang II处理浓度:100 nM,24小时;抗体处理:4小时;粘附实验比例:10:1(巨噬细胞:内皮细胞),孵育1小时;迁移实验细胞数:6×10^4,24小时。
阅读提示:Materials and methods: Cell-adhesion assays and Cell migration assays