内皮祖细胞(EPCs)已在临床试验中用于治疗缺血性心脏病。单核细胞浸润在组织缺血时的炎症、血管生成和组织修复中发挥着重要作用。了解内皮祖细胞与单核细胞之间的相互作用是很重要的。本研究采用人EPC/THP-1单核细胞共培养系统检测EPC对IL-1的影响据italic> α.据/italic>,IL-1据italic> β据/italic>和tnf-据italic> α.据/italic>在THP-1细胞中的表达。迟到,但不早,EPCS上调IL-1据italic> β据/italic>在mRNA和蛋白水平上表达。相反,早期和晚期EPCs均不影响IL-1据italic> α.据/italic>或tnf-据italic> α.据/italic>表达式。与人脐静脉内皮细胞的共生没有改变IL-1据italic> β据/italic>表达式。已经证明了整合素的激活据italic> β据/italic>2在人性嗜中性粒细胞增强IL-1据italic> β据/italic>合成;然而整合在一起据italic> β据/italic>2没有涉及IL-1据italic> β据/italic>在THP-1细胞中的表达。添加后期EPC条件培养基至THP-1细胞培养导致IL-1的适度增加据italic> β据/italic>晚期EPCs上调IL-1据italic> β据/italic>部分通过旁分泌途径表达。IL-1据italic> β据/italic>是一个重要的炎症介质,已被证明促进EPC功能。因此,我们的数据表明,已故EPC可以通过与单核细胞相互作用来发挥自我增强效果,并且EPC可以通过调节IL-1来调节炎症反应据italic> β据/italic>单核细胞中的表达。据/p>
内皮祖细胞(EPCs),最早由Asahara等人描述[据xref ref-type="bibr" rid="B1"> 1据/xref>,代表一个来自循环CD34阳性或CD34和KDR/VEGF受体-2 (KDR/VEGFR2)双阳性单核细胞的异质性细胞群。它们具有分化为内皮细胞的能力,并已在缺血动物模型中显示与新形成的血管结合。也有研究表明CD133阳性细胞具有内皮祖细胞的能力[据xref ref-type="bibr" rid="B2"> 2据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B3"> 3.据/xref>].广泛的体外和体内研究已经证实EPCs在血管修复和再生中发挥重要作用[据xref ref-type="bibr" rid="B4"> 4.据/xref>-据xref ref-type="bibr" rid="B6"> 6.据/xref>],并且已经完成了一些评估EPC治疗缺血性心脏病患者疗效的临床试验[据xref ref-type="bibr" rid="B7"> 7.据/xref>-据xref ref-type="bibr" rid="B10"> 10.据/xref>].据/p>
目前,获得EPC的最常见方案是通过内皮细胞(EC)特异性介质的外周血衍生单核细胞(PBMNC)的培养[据xref ref-type="bibr" rid="B11"> 11.据/xref>].该方法导致鉴定了2个异常的EPC种群,即早期和晚期EPC [据xref ref-type="bibr" rid="B12"> 12.据/xref>].早期EPCs呈典型的纺锤体样形态,经pbnc培养4-7天后产生。它们几乎不具有增殖能力,但能大量产生血管生成生长因子,如VEGF、肝细胞生长因子(HGF)和IL-8。PBMNCs培养2-4周后出现鹅卵石状晚期EPCs,并表现出较高的增殖率。早期和晚期EPCs都被证明有助于血管修复和再生,尽管它们的血管生成特性不同。早期EPCs表现出显著的旁分泌效应,而晚期EPCs以最小的血管生成因子的分泌进入血管[据xref ref-type="bibr" rid="B12"> 12.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B13"> 13.据/xref>].据/p>
单核细胞浸润在炎症,血管生成和组织修复中起着重要作用,并且可能影响组织缺血所涉及的病理物理学过程。在缺血区积累后,激活单核细胞并产生细胞因子来调节疾病过程,包括肿瘤坏死因子-α-α(TNF-据italic> α.据/italic>)和IL-1(IL-1据italic> α.据/italic>和IL-1据italic> β据/italic>).组织缺血还导致将EPC从骨髓传递到循环中。然后循环EPCS通过新血管形成辅助组织修复的缺血遗址[据xref ref-type="bibr" rid="B5"> 5.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B14"> 14.据/xref>-据xref ref-type="bibr" rid="B17"> 17.据/xref>].这些EPC可以与缺血区中的浸润单核细胞相互作用。肿瘤坏死因子-据italic> α.据/italic>,转化生长因子-β(TGF-据italic> β据/italic>)和白细胞介素(ILS)被认为是组织缺血的主要介质[据xref ref-type="bibr" rid="B18"> 18.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B19"> 19.据/xref>],其中tnf-据italic> α.据/italic>和IL-1被认为是最重要的[据xref ref-type="bibr" rid="B19"> 19.据/xref>].鉴于使用EPC治疗缺血性心脏病的持续兴趣,重要的是要了解单核细胞和EPC之间的相互作用。因此,进行该研究以检验EPC对IL-1单核细胞表达的影响据italic> α.据/italic>,IL-1据italic> β据/italic>和tnf-据italic> α.据/italic>,使用人体EPC / THP-1单核细胞共培养系统。据/p>
参与研究的知情书面同意来自所有志愿者。共招募10名健康个体(男性5名,女性5名,平均年龄据inline-formula>
人体THP-1单核细胞(ATCC)在RPMI 1640培养基中维持,如供应商推荐的10%FBS。人脐静脉内皮细胞(HUVECS,LONZA)保持在含有10%FBS的内皮基础培养基EBM-2(LONZA)中。据/p>
早期EPCs的特征是摄取荧光染料dill标记的乙酰化低密度脂蛋白(dilc - ac - ldl)和结合fitc标记的uea -凝集素(fitc - uea -凝集素),如前所述[据xref ref-type="bibr" rid="B11"> 11.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B21"> 21.据/xref>].通过蛋白质印迹检查EC蛋白标志物的表达,即KDR / VEGFR2,Tie2和eNOS,检查晚期EPC。Western Blotting分析如下进行:100 据italic> μ.据/italic>将1x Laemmli缓冲液中的G晚期EPC蛋白煮沸5分钟,用SDS-PAGE分离,并将电转移到硝酸纤维素膜上。在含有5%脱脂牛奶的TBS-T缓冲液(50mM TrishCl,150mM NaCl,pH7.5,0.1%Tween-20)中封闭膜在室温下1小时,然后用嵌段稀释的第一抗体孵育2小时缓冲。第一抗体如下使用:抗人KDR / VEGFR2多克隆抗体(1:1000,Upstate);抗人类Tie2多克隆抗体(1:1000,Santa Cruz);和抗人类enos单克隆抗体(1:2000,BD Biosciences)。与第一抗体一起孵育后,用TBS-T缓冲液洗涤膜3次3次,然后用HRP缀合的抗小鼠或抗兔二抗孵育(Promega,稀释1:5000)1小时。如上用TBS-T缓冲液洗涤膜,并且通过ECL Western印迹检测试剂试剂盒(Amersham Biosciences),扫描和记录分子分析计划(Bio-rad Laboratories)。据/p>
早期或晚期EPC用0.05%胰蛋白酶/ 1 mm EDTA分离并播种据inline-formula>
根据制造商的说明,使用Mirneasy Mini Kit(Qiagen)从THP-1细胞中提取总RNA。简而言之,将细胞沉淀含量为700 据italic> μ.据/italic>L Qiazol裂解试剂和细胞裂解物混合200 据italic> μ.据/italic>L氯仿,12000 rpm离心15分钟。将含RNA的水相转移到无核酸酶管中,与1.5体积的100%乙醇混合。然后样品通过RNeasy迷你柱。RWT和RPE buffer洗涤后,用40据italic> μ.据/italic>L含有无核酸酶的水并用分光光度计(Biorad Laboratories)量化。据/p>
使用OMNIScript RT试剂盒(QIAGEN)通过逆转录(RT)产生第一链cDNA。RT反应,总体积为20 据italic>
μ.据/italic>L,包含以下组件:1 据italic>
μ.据/italic>g总RNA,2 据italic>
μ.据/italic>l为5 mm dntps,5 据italic>
μ.据/italic>l随机底漆(300ng / ml),2 据italic>
μ.据/italic>L 10x反应缓冲液,1 据italic>
μ.据/italic>L逆转录酶(4个单位),1 据italic>
μ.据/italic>L RNase抑制剂(1单位)和无核酸酶DDH据sub>2据/sub>O(用于调节最终反应体积)。RT在37°C孵育1小时,然后在65°C灭活15分钟。对于实时PCR,总反应体积为20据italic>
μ.据/italic>L是通过混合2得到的据italic>
μ.据/italic>L产品,10 据italic>
μ.据/italic>2倍SYBR Green PCR Master Mix的L,正反引物混合的200 nM,适量的无核酸酶ddH据sub>2据/sub>O.在下列阶段对7900 HT序列检测系统(Applied Biosysystem Inc.)进行实时PCR:阶段1:50℃,2分钟,第2阶段:95℃10分钟,第3阶段3:95°C为15秒,然后是62°C 1分钟。重复第3阶段40个循环。为每种反应设置了解离曲线以检查基因扩增的特异性。另外,为了消除基因组污染的检测,设计每个单独基因的引物被设计为跨越内含子。使用甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)作为内部对照和IL-1的相对mRNA水平据italic>
α.据/italic>,IL-1据italic>
β据/italic>和tnf-据italic>
α.据/italic>使用2定量为GAPDH标准化据sup>-ΔΔct据/sup>方法。引物序列如下:据list>
IL-1据italic>
α.据/italic>(基因登录号:NM_000575.3),据/p>
感觉5'-cctctcattgatcatctgtctct-3'和据/p>
反义5'-ctcaaccgtctcttttcagga -3';据/p>
IL-1据italic>
β据/italic>(基因登录号:NM_000576),据/p>
感测5'-aacctcttcgaggcacaag-3'和据/p>
反义5'-gtttagggccatcagcttca-3';据/p>
肿瘤坏死因子-据italic>
α.据/italic>(基因登录号:NM_000594),据/p>
感觉5'-cccaggcagtcagatcatcttc-3'和据/p>
反义5'-AGCTGCCCCTCAGCTTGA-3';据/p>
GAPDH(基因登录号:X02231),据/p>
感觉5'-ctctaaggctgtggg caaggtcat-3'和据/p>
反义5“-GAGATCCACCACCCTGTTGCTGTA-3”。据/p>
ELISA检测IL-1据italic> β据/italic>蛋白质水平在EPC / THP-1细胞共培养条件培养基中。高灵敏度人体IL-1据italic> β据/italic>具有最小可检测剂量<0.1pg / ml的ELISA套件是从R&D系统获得的。ELISA程序是根据制造商的指示完成的。据/p>
数据表示为平均值(SEM)的平均值±标准误差。使用学生的统计学意义据italic>
T.据/italic>-测试;据inline-formula>
半素纺锤形早期EPC在内皮选择性培养基-2-2-2中的PBMNC培养后出现(图据xref ref-type="fig" rid="fig1a">
1(a)据/xref>).在第2周左右,散发性细胞殖民地开始出现(图据xref ref-type="fig" rid="fig1b">
1(b)据/xref>).将这些菌落与胰蛋白酶/ EDTA分离,并进行细胞膨胀。鹅卵石形状的晚期EPC迅速增殖,而主轴形早期的EPC在第4周几乎完全脱颖而出(图据xref ref-type="fig" rid="fig1c">
1(c)据/xref>).流式细胞术分析证明了<1%的早期EPC表达了CD11B,单核细胞/巨噬细胞标记物(未示出的数据)。吸收稀释剂的抗折叠和粘合剂的结合表明,超过80%的早期EPC是DIL-AC-LDL / FITC-UEA-凝集素双阳性(图据xref ref-type="fig" rid="fig1d">
1(d)据/xref>,吸收dilac - ldl的细胞呈红色。数字据xref ref-type="fig" rid="fig1e">
1(e)据/xref>,FitC-UEA凝集素的细胞阳性出现绿色。数字据xref ref-type="fig" rid="fig1f">
1(f)据/xref>那据xref ref-type="fig" rid="fig1d">
1(d)据/xref>, 和据xref ref-type="fig" rid="fig1e">
1(e)据/xref>合并,橙色是双积极的)。Western Blotting分析表明,已故EPCS产生了一组内皮蛋白标志物,即KDR / VEGFR2,TIE2和ENOS(图据xref ref-type="fig" rid="fig1g">
1(g)据/xref>那据xref ref-type="fig" rid="fig1h">
1(h)据/xref>, 和据xref ref-type="fig" rid="fig1i">
1(i)据/xref>,resp。)与Huvecs的EPCS相对较低的Tie2水平相对较低,而其他2个蛋白质水平与在Huvecs中检测到的其他2份相当。据/p>
人体EPC的培养与表征。EPCS是通过EC生长培养基(EGM-2培养基)的PBMNC培养物产生的。纺锤形早期EPC在4-7天(a)时出现在培养物中。在第2周,形成(b)的散发细胞菌落,其被扩张以产生鹅卵石形后EPC(C)。早期EPC的特征是通过细胞吸收稀释剂(D)红)和FitC-uea凝集素(E)绿色的染色剂的细胞吸收。超过80%的早期EPC是DIL-AC-LDL / FITC-UEA凝集素双阳性((F)橙)。晚期EPC表达了一系列EC蛋白标记物,即VEGFR2(G),TIE2(H)和ENOS(I),如蛋白质印迹所确定的。人脐静脉内皮细胞(HUVEC)用作后期EPC的2个分离(EPC1和EPC2)的对照。据/p>
检查EPCS调节IL-1据italic>
α.据/italic>,IL-1据italic>
β据/italic>和tnf-据italic>
α.据/italic>单核细胞中的基因表达,人体THP-1单核细胞与早期或晚期人类的EPCS共同化。IL-1的mRNA水平据italic>
α.据/italic>,IL-1据italic>
β据/italic>和tnf-据italic>
α.据/italic>real-time RT-PCR检测THP-1细胞中的IL-1据italic>
β据/italic>,通过高敏感性ELISA试剂盒(研发系统)进一步测量培养条件培养基中的蛋白质。结果表明IL-1没有显着差异据italic>
β据/italic>单独培养的THP细胞与THP-1细胞之间的mRNA水平与早期EPCS共培养(图据xref ref-type="fig" rid="fig2a">
2(一个)据/xref>).然而,与后期EPC的共生导致IL-1的显着增加据italic>
β据/italic>信使rna水平(据inline-formula>
晚期人类EPCs上调IL-1据italic>
β据/italic>THP-1单核细胞的表达。与晚期而非早期EPCs共培养导致IL-1显著增加据italic>
β据/italic>以GAPDH为内控,通过实时RT-PCR检测THP-1细胞的mRNA水平(a)。晚期EPCs/THP-1细胞共培养体系的条件培养基(CM)含有显著较高水平的IL-1据italic>
β据/italic>通过高灵敏度ELISA试剂盒(B)测量的蛋白质。相反,早期和晚期EPCs均不影响IL-1据italic>
α.据/italic>(c)和肿瘤坏死因子-据italic>
α.据/italic>(d)与终末分化的HUVECs共培养未导致IL-1的变化据italic>
β据/italic>THP-1细胞中mRNA水平(e)。*据inline-formula>
后期EPCS上调IL-1的机制据italic>
β据/italic>进一步探索表达。添加晚期EPC CM至THP-1细胞培养(具有早期EPC CM作为对照)导致IL-1中等增加据italic>
β据/italic>信使rna水平(据inline-formula>
晚期人类EPC增强IL-1据italic>
β据/italic>表达通过旁静脉途径。将THP-1细胞在后期EPC条件培养基(CM)存在下培养,其早期EPC CM用作对照,然后是IL-1据italic>
β据/italic>通过实时RT-PCR测定THP-1细胞中的mRNA水平。结果表明,晚期EPC CM能够部分升高IL-1据italic>
β据/italic>mRNA水平(a)。THP-1细胞与抗整合素的阻断抗体预孵育据italic>
β据/italic>2后与晚期EPCs共培养,但不能消除晚期EPCs刺激IL-1的作用据italic>
β据/italic>mRNA增加(b)。*据inline-formula>
在本研究中,我们检查了EPC对IL-1的影响据italic> α.据/italic>,IL-1据italic> β据/italic>和tnf-据italic> α.据/italic>使用人EPC和单核细胞的共培养细胞的单核细胞中的表达。人类早期和晚期产卵通过内皮选择性培养基EGM-2中的PBMNC培养采购。稀释性的稀释度和Fitc-uea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-lea-凝集素的增生和Fitc-uea-lea-lea-percl-uea-lea-凝集素的双阳性,这与先前公布的数据一致[据xref ref-type="bibr" rid="B11"> 11.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B21"> 21.据/xref>].晚期EPC表达了重要的内皮蛋白标记,即KDR / VEGFR2,TiE2和eNOS,如蛋白质印迹所检测到的。当通过早期EPCS与早期EPCS共有聚集的THP-1单核细胞时,在THP-1细胞中没有3个细胞因子表达。相比之下,已故的EPCs显着上调IL-1据italic> β据/italic>在mRNA和蛋白水平表达,但不影响IL-1据italic> α.据/italic>或tnf-据italic> α.据/italic>表达式。IL-1的ELISA结果据italic> α.据/italic>或tnf-据italic> α.据/italic>蛋白分析(数据未显示)与mRNA数据一致。作为il - 1据italic> β据/italic>real-time RT-PCR几乎没有检测晚期EPCs的mRNA(数据未显示),可能污染IL-1据italic> β据/italic>从晚期EPC的mRNA被排除在共养殖系统中。由于迟到的EPC表现出类似的形态,表面蛋白质标记表达和增殖能力作为体细胞ECS,我们检查了ECS对IL-1有何影响据italic> β据/italic>表达式。然而,与Huvecs的共生没有导致IL-1的变化据italic> β据/italic>在THP-1细胞中的表达。在这方面,已故EPC与Huvecs不同。据/p>
EPCS上调IL-1的机制据italic> β据/italic>进一步研究了THP-1细胞中的表达。Walzog等人。观察到整合素的激活据italic> β据/italic>2在人性化学粒细胞中导致IL-1的增强据italic> β据/italic>合成 [据xref ref-type="bibr" rid="B22"> 22.据/xref>].有充分的文献证明THP-1细胞表达整合素据italic> β据/italic>2 [据xref ref-type="bibr" rid="B23"> 23.据/xref>那据xref ref-type="bibr" rid="B24"> 24.据/xref>].我们探讨了整合素据italic> β据/italic>2参与了IL-1的调节据italic> β据/italic>在THP-1细胞中的表达。用整体素预孵育THP-1细胞据italic> β据/italic>2阻断抗体不能消除晚期EPCs对IL-1的影响据italic> β据/italic>MRNA生产,表明IL-1的调节据italic> β据/italic>后期EPCS的THP-1细胞中的表达与整合素无关据italic> β据/italic>2.当EPC CM晚期添加到THP-1细胞培养物中时,IL-1的适度增加3倍据italic> β据/italic>与早期EPC cm处理或未处理的细胞相比,检测mRNA水平,表明晚期EPCs上调IL-1据italic> β据/italic>部分生产通过旁静脉机制。据/p>
被认为是一种重要的炎症介质[据xref ref-type="bibr" rid="B25"> 25.据/xref>],IL-1据italic> β据/italic>也被证明在血管生成和EPC功能调节中发挥重要作用[据xref ref-type="bibr" rid="B26"> 26.据/xref>-据xref ref-type="bibr" rid="B29"> 29.据/xref>].使用Matrigel Plug测定,Voronov等人。观察到塞子的血管化存在于野生型小鼠中,但在IL-1中缺席据italic> β据/italic>敲门小鼠[据xref ref-type="bibr" rid="B26"> 26.据/xref>],暗示IL-1的作用据italic> β据/italic>在血管生成。体外研究表明,用IL-1处理鼠EPCS据italic> β据/italic>增加EPC号码和IL-1据italic> β据/italic>与Matrigel涂层的菜肴中的培养后,与非生成的细胞相比,经过处理的EPC在培养后的培养基中形成显着更高数量的血管状结构[据xref ref-type="bibr" rid="B27"> 27.据/xref>].杨等人。已经观察到,除了刺激EPC增殖,IL-1据italic> β据/italic>促进EPC迁移和粘附,并上调EPCs中VEGF-A的产生[据xref ref-type="bibr" rid="B28"> 28.据/xref>].使用缺血后肢的小鼠模型,Amano等。据报道,IL-1中循环EPC的数量据italic> β据/italic>−/−小鼠在后肢缺血后明显低于野生型同鼠。IL-1在缺血肌肉中的EPC数量也显著减少据italic> β据/italic>- / - 小鼠[据xref ref-type="bibr" rid="B29"> 29.据/xref>],表明IL-1的重要作用据italic> β据/italic>在缺血诱导的EPC动员和归巢中。增加IL-1据italic> β据/italic>正如我们在本研究中报道的,晚期EPCs诱导单核细胞产生,因此可能形成一个自我扩增的EPCs环路,这可能代表一种尚未确定的内源性机制,改善EPC招募和组织修复和再生所需的功能。据/p>
总之,在人体EPC / THP-1单核细胞共培养系统中,晚期但不是早期EPCs上调IL-1据italic> β据/italic>在THP-1细胞中的表达,部分通过旁静脉途径。IL-1据italic> β据/italic>是一种重要的炎症介质,也已被证明促进EPCS增殖,迁移和粘附性。因此,我们的数据表明EPC可以通过与单核细胞相互作用来施加自我增强效果,并且EPC也可以通过调节IL-1来调节炎症反应据italic> β据/italic>单核细胞中的表达。据/p>
提交人声明他们没有利益冲突。据/p>