莱菔硫烷诱导线粒体裂变抑制血管生成

摘要

目的 探讨莱菔硫烷对血管生成的影响及其可能机制.方法 体外实验以原代人脐静脉血管内皮细胞为研究模型,以1‰二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)干预作为对照.应用WST-1试剂盒检测不同浓度莱菔硫烷(5~ 100μmol/L)对原代人脐静脉血管内皮细胞增殖活性的影响,采用小管形成实验和Transwell迁移实验分析莱菔硫烷干预(10μmol/L)对原代人脐静脉血管内皮细胞管腔生成、迁移能力的影响,采用Mito-Tracker Green FM染料标记线粒体结合共聚焦显微镜成像技术观察莱菔硫烷(10μmol/L)干预后线粒体形态学改变,以及蛋白免疫印迹法检测线粒体动态相关蛋白包括线粒体融合蛋白1/2、动力相关蛋白1表达水平,以及血管内皮生长因子的蛋白表达.结果 5 μmol/L莱菔硫烷干预24h对人脐静脉血管内皮细胞增殖活性无显著影响,而≥10μmol/L莱菔硫烷干预则抑制了人脐静脉血管内皮细胞活性,10、20、40、80、100μmol/L干预组抑制率分别为(17.82 ±5.80)%(P =0.009)、(35.33 ±6.26)% (P <0.001)、(65.29±4.26)%(P <0.001)、(66.82±3.94)%(P<0.001)及(68.05±2.54)%(P<0.001),IC50为38.15 μmol/L.为避免过高干预剂量所致严重毒性效应,我们将选取10μmol/L作为主要干预剂量.与对照组相比,10μmol/L莱菔硫烷干预显著抑制人脐静脉血管内皮细胞血管生成能力,其中迁移能力降低了(42.98 ±9.21)% (P=0.018),而管腔样结构形成能力,包括管腔数量、节点数和管腔总长度则分别降低了(83.94±18.36)%(P=0.011)、(59.22 ±25.60)% (P =0.021)及(50.49±23.44)%(P =0.025).人脐静脉血管内皮细胞血管生成能力被莱菔硫烷抑制同时,伴有线粒体动态紊乱、线粒体裂变的发生.相对于对照组而言,10μmol/L莱菔硫烷干预组线粒体网络数、纵横比显著减少(27.39 ±22.46)% (P =0.006)、(11.37±8.26)%(P <0.001),而圆度显著增加(11.97±12.07)%(P<0.001).与此相对应的是,10μmol/L莱菔硫烷干预显著上调促裂变蛋白而抑制促融合蛋白表达,动力相关蛋白1表达相当于对照组的(1.71 ±0.039)倍(P <0.001),而线粒体融合蛋白1/2表达则分别相当于对照组的(59.30+ 1.50)% (P =0.006)和(74.75±11.84)% (P =0.031).同时,血管内皮生长因子蛋白表达则相当于对照组的(65.66±9.49)% (P =0.003).结论 莱菔硫烷具有抑制血管生成活性,其机制可能与其促进血管内皮细胞线粒体裂变有关.