阻断VCAM-1可预防小鼠血管紧张素II诱导的高血压和血管重塑

Blocking VCAM-1 Prevents Angiotensin II-Induced Hypertension and Vascular Remodeling in Mice.

作者信息Liangqingqing Yin, Jie Bai, Wei-Jia Yu, Ying Liu, Hui-Hua Li, Qiu-Yue Lin
PMID35222039
发布时间2022-02-10
DOI10.3389/fphar.2022.825459

实验完整度

包含体内动物模型(Ang II输注高血压小鼠)及体外细胞实验(巨噬细胞粘附、迁移、DNA损伤和氧化应激)等独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

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

重点核对

Ang II输注剂量:490 ng kg−1 min−1,持续14天 VCAM-1中和抗体剂量:0.1或0.2 mg/小鼠,每2天腹腔注射 细胞实验中Ang II刺激浓度:100 nM,VCAM-1抗体浓度:5 μg/ml 体内实验每组样本量:n=6

摘要

单核细胞与血管内皮的粘附常导致炎症反应,从而促成高血压和血管重塑。血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)在炎症性疾病的白细胞粘附和迁移中发挥重要作用。然而,其在血管紧张素(Ang)II诱导的高血压和血管功能障碍中的作用在很大程度上仍不明确。野生型(WT)小鼠给予VCAM-1中和抗体(0.1或0.2 mg/小鼠/天)或IgG对照,然后连续输注Ang II(490 ng kg−1 min−1)或生理盐水14天。使用尾套系统测量收缩压(SBP),通过组织学染色评估主动脉的病理变化,并通过主动脉环实验分析血管舒张功能。我们的结果表明,与生理盐水输注相比,Ang II输注显著上调了小鼠主动脉和血清中VCAM-1的表达。此外,Ang II输注显著增加了动脉高血压、血管壁厚度、纤维化、Mac-2+巨噬细胞浸润、活性氧(ROS)产生和血管舒张功能障碍。相反,用中和抗体阻断VCAM-1可显著减轻这些效应。体外实验进一步证实,VCAM-1中和抗体抑制了Ang II诱导的巨噬细胞粘附和迁移以及内皮细胞(ECs)中的DNA损伤和氧化应激。总之,这些结果表明,阻断VCAM-1通过调节单核细胞与内皮的粘附和浸润,对Ang II诱导的动脉高血压和功能障碍发挥保护作用,并代表了高血压的一种新型治疗方法。

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
VCAM-1是否在Ang II诱导的高血压和血管功能障碍中发挥作用,以及阻断VCAM-1能否预防这些效应。
核心机制
Ang II上调主动脉和血清中VCAM-1表达,促进巨噬细胞粘附、迁移和浸润,进而产生炎性细胞因子和ROS,导致血管功能障碍和高血压;阻断VCAM-1则抑制这些过程。
主要证据
体内实验显示VCAM-1中和抗体剂量依赖性降低Ang II诱导的血压升高、血管壁增厚、纤维化、巨噬细胞浸润和氧化应激,并改善血管舒张功能;体外实验证实抗体抑制巨噬细胞粘附、迁移及内皮细胞DNA损伤和氧化应激。
研究意义
选择性阻断VCAM-1可能成为高血压的一种新型治疗策略,该研究为高血压治疗提供了新的潜在靶点。

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

验证Ang II对VCAM-1表达的影响

确定Ang II是否能上调主动脉和血清中VCAM-1表达。

对WT小鼠输注Ang II或生理盐水14天,通过qPCR、免疫印迹、免疫组化检测主动脉VCAM-1 mRNA和蛋白水平,通过ELISA检测血清VCAM-1浓度。

2

评估VCAM-1阻断对高血压和血管重塑的影响

验证VCAM-1中和抗体能否减轻Ang II诱导的高血压、血管壁增厚和纤维化。

在Ang II输注前和期间给予VCAM-1中和抗体(0.1或0.2 mg/小鼠)或IgG对照,测量SBP,通过H&E和Masson染色评估主动脉壁厚度和胶原沉积,通过qPCR检测纤维化标志物(胶原I、III、α-SMA)mRNA表达。

3

评估VCAM-1阻断对巨噬细胞浸润和炎症的影响

验证VCAM-1阻断是否减少Ang II诱导的主动脉巨噬细胞浸润和炎症因子表达。

通过免疫组化检测Mac-2阳性巨噬细胞,通过qPCR检测促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α、MCP-1)mRNA表达。

4

评估VCAM-1阻断对氧化应激的影响

验证VCAM-1阻断是否减轻Ang II诱导的血管氧化应激。

通过DHE染色检测主动脉ROS水平,通过qPCR检测NOX1、NOX2、NOX4 mRNA表达,通过试剂盒检测血清MDA和GSH水平。

5

评估VCAM-1阻断对血管舒张功能的影响

验证VCAM-1阻断是否改善Ang II诱导的内皮依赖性血管舒张功能障碍。

分离胸主动脉,制备主动脉环,检测对乙酰胆碱(ACh)和硝普钠(SNP)的舒张反应。

6

体外实验评估VCAM-1阻断对巨噬细胞粘附和迁移的影响

验证VCAM-1中和抗体是否抑制Ang II诱导的巨噬细胞与HUVECs的粘附和迁移。

HUVECs经Ang II刺激后,用VCAM-1抗体或IgG处理,加入PKH-26标记的巨噬细胞进行粘附实验;使用Transwell系统进行迁移实验,观察迁移细胞并计数。

7

体外实验评估VCAM-1阻断对内皮细胞DNA损伤和氧化应激的影响

验证VCAM-1阻断是否减轻Ang II诱导的HUVECs DNA损伤和氧化应激。

巨噬细胞经Ang II和抗体处理后,收集条件培养基加入HUVECs,通过免疫荧光检测γ-H2AX和p-ATM焦点,通过qPCR检测NOX1、NOX2、NOX4 mRNA表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
血管紧张素II文中未明确说明--
抗VCAM-1中和抗体BioxcellBE0027
尾套血压计(BP-98A,Softron,日本)SoftronBP-98A
VCAM-1抗体Proteintech66294-1-Ig
Mac-2抗体ArigoARG66239
VCAM-1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M1233c
Ang II ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0326c
丙二醛检测试剂盒KeygenbioKGT003
谷胱甘肽检测试剂盒KeygenbioKGT006
蛋白提取试剂盒KeygenbioKGP250
VCAM-1抗体Proteintech66294-1-Ig
GAPDH抗体WanleibioWL03413
辣根过氧化物酶标记二抗Sino Biological Inc.--
TRIzol试剂Sangon BiotechB511311
PrimeScript逆转录试剂盒Yeasen11141ES60
SYBR荧光定量预混液Accurate Biotechnology Co., Ltd.AG11701
7500快速实时荧光定量PCR仪ABI7500-fast
张力传感器Danish MyoTechnology--
1640培养基MeilunbioMA0215
PKH-26染料文中未明确说明--
Olympus IX73显微镜OlympusIX73
Transwell板(8 μm孔径)Corning8
24孔板Guangzhou Jet Bio-Filtration Co., Ltd.--
γ-H2AX抗体Abcam1:100
p-ATM抗体Santa Cruz1:100
荧光标记二抗BosterBA1135
DAPI染料文中未明确说明--

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
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6J),性别(雄性),年龄(8-10周),Ang II剂量(490 ng kg−1 min−1),输注时间(14天)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and Treatment
抗体处理
VCAM-1中和抗体剂量(0.1或0.2 mg/小鼠),给药频率(每2天),给药方式(腹腔注射)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and Treatment
血压测量
测量仪器(tail-cuff),测量方法(预热30分钟,波形稳定后记录,至少5次)
阅读提示:Materials and Methods: Systolic Blood Pressure Measurement
组织学分析
组织固定(4%多聚甲醛),切片厚度(石蜡4 μm,冰冻8 μm),染色方法(H&E,Masson,DHE)
阅读提示:Materials and Methods: Histopathological Analyses
免疫组化
VCAM-1抗体(Proteintech, 66294-1-Ig),Mac-2抗体(Arigo, ARG66239)
阅读提示:Materials and Methods: Histopathological Analyses
血清ELISA
VCAM-1 ELISA试剂盒(Elabscience, E-EL-M1233c),Ang II ELISA试剂盒(Elabscience, E-EL-H0326c),检测限和灵敏度
阅读提示:Materials and Methods: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
氧化应激检测
MDA试剂盒(Keygenbio, KGT003),GSH试剂盒(Keygenbio, KGT006)
阅读提示:Materials and Methods: Analysis of Malondialdehyde and Glutathione Levels
Western blot
蛋白提取试剂盒(Keygenbio, KGP250),一抗(VCAM-1, Proteintech; GAPDH, Wanleibio),二抗(Sino Biological Inc.)
阅读提示:Materials and Methods: Immunoblot Analysis
RT-qPCR
RNA提取(TRIzol),逆转录试剂盒(Yeasen),SYBR mix(Accurate),仪器(7500-fast),引物序列
阅读提示:Materials and Methods: Real-Time PCR Analysis, Table 1
血管舒张分析
主动脉环制备(4 mm段),检测试剂(NE, ACh, SNP)
阅读提示:Materials and Methods: Vascular Relaxation Analysis
细胞粘附实验
HUVECs刺激(Ang II 100 nM, 24h),抗体处理(5 μg/ml, 4h),巨噬细胞标记(PKH-26),比例(10:1),孵育时间(1h)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Adhesion Assay
细胞迁移实验
Transwell孔径(8 μm),细胞数(5×10^4),孵育时间(24h),染色(DAPI)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Migration Assay
细胞免疫荧光
γ-H2AX抗体(Abcam),p-ATM抗体(Santa Cruz),二抗(Boster),DAPI染色
阅读提示:Materials and Methods: Cell Immunofluorescence Staining
统计处理
数据表示(均值±标准差),统计方法(t检验,ANOVA,非参数检验),显著性水平(p<0.05)
阅读提示:Materials and Methods: Statistics