TRAIL 抑制暴露于促炎刺激的人主動脈內(nèi)皮細胞的氧化應(yīng)激
心血管疾?。?/span>CVD)是 2 型糖尿病(T2DM)患者死亡的主要原因,,約占該隊列死亡人數(shù)的 50% ,。因此,研究應(yīng)側(cè)重于開發(fā)針對早期動脈粥樣硬化斑塊發(fā)展的新干預(yù)措施,,以降低該人群的心血管發(fā)病率和死亡率,。
腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)是腫瘤壞死因子(TNF)超家族的成員。TRAIL 及其相關(guān)受體表現(xiàn)出廣泛的組織分布,,所有 TRAIL 受體均由內(nèi)皮細胞表達,,證明內(nèi)皮細胞對這種配體的反應(yīng)是合理的。幾項體內(nèi)研究表明,,TRAIL 在血管系統(tǒng)中表現(xiàn)出血管保護特性,。已經(jīng)證明,TRAIL 在小鼠中分別發(fā)揮抗動脈粥樣硬化和抗鈣化作用的能力,。
許多臨床研究在高 CVD 負擔的患者人群中檢測血清 TRAIL 水平,,在高危患者中,,低水平的 TRAIL 與較差的預(yù)后相關(guān),。盡管這些發(fā)現(xiàn)表明 TRAIL 可能對動脈粥樣硬化具有保護作用,,但 TRAIL 介導(dǎo)的動脈粥樣硬化保護作用的確切機制仍不清楚,。初步數(shù)據(jù)表明,,TRAIL 可能影響內(nèi)皮細胞內(nèi)的 ROS 表達,。有研究證明了 TRAIL 能夠上調(diào)血管內(nèi)皮細胞中的內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS),導(dǎo)致一氧化氮(NO)產(chǎn)生增加,,從而提出了 TRAIL 的抗炎,、抗氧化作用。
愛爾蘭RCSI醫(yī)學(xué)院和博蒙特醫(yī)院以及都柏林城市大學(xué)研究團隊的一項實驗曾使用人主動脈內(nèi)皮細胞(HAECs),,研究了 TRAIL 對暴露于血流動力學(xué)(振蕩剪切應(yīng)力,,OSS)和體液(TNF-α,高血糖)促動脈粥樣硬化刺激的內(nèi)皮的血管保護作用,。
首先,,實驗檢查了 HAECs 在基礎(chǔ)條件下對膜結(jié)合 TRAIL 受體的表達,,發(fā)現(xiàn) HAECs 表達四種 TRAIL 受體,與 DR4,、DR5 和 DcR2 相比,,DcR1 的表達水平似乎較低(圖1)。DR5 似乎是該細胞群中表達的受體,。DR4 和 DcR2 被表達,,但程度低于 DR5。
圖1 未經(jīng)處理的 HAECs 的 TRAIL 受體表達,。每個橫線代表在特定引物熔解溫度下衍生的 PCR 產(chǎn)物,。引物熔化溫度范圍為 55 至 66°C。DcR1,,誘餌受體1,;DcR2:誘餌受體2、DR4:死亡受體4,、DR5:死亡受體5,、HAEC:人主動脈內(nèi)皮細胞、TRAIL:腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體,。
為了研究 TRAIL 在致動脈粥樣硬化條件下對內(nèi)皮細胞基因表達的影響,,使用體外振蕩流模型(±10 dynes/cm2,24 h)與 RT-qPCR 微陣列分析,,研究在動脈粥樣硬化流動介導(dǎo)的損傷過程中,,被TRAIL(100 ng/ml,24 h)上調(diào)或下調(diào)的可能潛在靶基因,。將 TRAIL 處理的 HAECs 暴露于 OSS 后的基因表達與不存在 TRAIL(即對照)暴露于 OSS 的 HAECs 誘導(dǎo)的基因表達進行比較,。
在振蕩流下,TRAIL 上調(diào)超氧化物歧化酶1(SOD1),、血紅素加氧酶1(HMOX1)和一氧化氮合酶3(NOS3),,并且編碼具有抗氧化特性的酶的基因。此外,,TRAIL 上調(diào)了編碼血管保護性降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的降鈣素相關(guān)多肽α(CALCA),。TRAIL 還下調(diào)促氧化劑內(nèi)皮素1(EDN1)、趨化因子配體2(CCL2),、小窩蛋白1(CAV1)和轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β),。因此,在 OSS 下,,TRAIL 似乎將基因表達轉(zhuǎn)向更具抗氧化性的表型,。
由于初步研究表明,TRAIL 可能促進抗氧化基因通路的激活,因此通過流式細胞術(shù)定量評估了 TRAIL 對靜態(tài) HAECs 中 TNF-α 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的影響,。單獨的 TRAIL(100 ng/ml,,24 h)對基礎(chǔ) ROS 水平?jīng)]有影響,而用 TNF-α(100 ng/ml,,24 h)處理 HAECs 顯著增加了 ROS 的形成,。然而,TRAIL 顯著減弱了 TNF-α 誘導(dǎo)的 ROS 生成 35%,,從而證明了抗氧化作用(圖2 a,、b)。使用高血糖誘導(dǎo)的 ROS 形成作為有害刺激重復(fù)該實驗,,觀察到類似的模式,。高血糖刺激(30 mmol,24 h)顯著增加了 ROS 的產(chǎn)生,,而單獨的 TRAIL(100 ng/ml,,24 h)沒有效果。然而,,結(jié)合起來,,TRAIL 在暴露于高血糖條件下的 HAECs 中顯著減少了 60% 的 ROS 產(chǎn)生,進一步證明了 TRAIL 的抗氧化作用(圖2 c,、d),。
圖2 TRAILs 對 HAECs 對促炎細胞因子誘導(dǎo)的 ROS 釋放的影響。
(a,、b)TNF-α暴露,。(a)DHE 熒光強度的流式細胞術(shù)疊加。(b)每種條件的對照的平均 DHE 熒光直方圖,。(c+d)高血糖暴露,。(c)DHE 熒光強度的流式細胞術(shù)疊加。(d)每個條件下相對于對照的平均DHE熒光直方圖,。
總之,,這項研究增加了現(xiàn)有證據(jù)表明 TRAIL 是一種具有血管保護和動脈粥樣硬化保護特性的多效性分子。通過這些實驗,,我們對 TRAIL 對參與氧化還原信號通路的各種基因的影響有了更深入的了解,。研究表明,在致動脈粥樣硬化的條件下,,TRAIL 顯著降低了血管系統(tǒng)中的氧化應(yīng)激,。TRAIL 對氧化還原信號的影響值得進一步研究,以便實現(xiàn)其治療潛力,。
參考文獻:Forde H, Harper E, Rochfort KD, Wallace RG, Davenport C, Smith D, Cummins PM. TRAIL inhibits oxidative stress in human aortic endothelial cells exposed to pro-inflammatory stimuli. Physiol Rep. 2020 Oct;8(20):e14612. doi: 10.14814/phy2.14612. PMID: 33080110; PMCID: PMC7575224.
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