流体切应力强度对内皮细胞IL-8基因表达的影响

内皮细胞位于血流与血管之间，内皮细胞调控的机械力相关反应已成为正常血管反应的一部分。切应力在调节内皮细胞功能上具有重要作用。流体切应力可以直接调节内皮细胞基因的表达，其中包括诱导内皮细胞表达IL－8，而且IL－8的表达量与切应力作用时间有关。 为阐明内皮细胞IL－8基因的表达除了与切应力的作用时间有关外还与切应力的强度有关，我们用不同强度的流体切应力（2．23、4．20、6．08、8．19、9．67、12．15、14．40、16．87、19．29dyne/cm^2）处理培养的人脐静脉内皮细胞，然后采用定量RT－PCR的方法检测内皮细胞IL－8 基因的表达情况。结果显示：未用切应力处理的内皮细胞没有IL－8基因的表达，切应力处理内皮细胞后，低切应力（2．23dyne/cm^2）时IL－8mRNA表达量明显增加为高切应力（19．29dyne/cm^2）时IL－8mRNA表达量的约68（作用1小h）或52倍（作用2h）。IL－8mRNA的表达量与内皮细胞所施加的切应务强度呈反变关系，直线回归方程，1h时为y=7.57-0.11x，相关系数r=7.97;2h时为y=7.92-0.10x，相关系数r＝0．96。式中：y为切应力作用下内皮细胞IL－8mRNA的表达量（拷贝数的对数值）；x为施加于内皮细胞的切应力强度（dyna/cm^2)。不同的切应力作用时间（1h,2h）均表现出相同的IL-8mRNA随切应力强度的变化规律。提示流体应力诱导内皮细胞表达IL－8，不仅与切应力的作用时间有关，而且IL－8的表达量与切应力强度有关。流体切应诱导内皮细胞IL－8mRNA的表达急剧增高，可能在炎症机制和动脉粥样硬化的发生、发展过程中具有重要作用。     

流体低切应力对内皮细胞IL—8mRNA表达的影响

为证实内皮细胞IL-8表达不仅受化学因子的调节,而且还受力学因素的影响。我们用低层流切应力（4.2dyne/cm^2）处理培养的人脐静脉内皮细胞后采用RT-PCR法检测内皮细胞IL-8基因表达,并用免疫细胞化学染色法检测内皮细胞内NF-kB激活的影响,结果发现：①未用切应力处理和切应力作用0.5h后内皮细胞IL-8mRNA表达量很少,切应力作用1h后内皮细胞IL-8 mRNA表达增加,2h进一步增加。②未用切应力处理和切应力作用0.5h内皮细胞核内NF-kBp65染色阴性,切应力作用1h呈弱阳性,2h呈阳性。提示低层流切应力可诱导内皮细胞表达增加,IL-8表达量与切应力作用时间有关。流体切应力可诱导内皮细胞内NF-kB的激活,激活程度与作用时间有关。低切应力诱导内皮细胞表达IL-8,可能在急性炎症和动脉粥样硬化发生、发展过程中具有重要作用。     

流体切应力对内皮细胞IL-8基因表达的影响及信号转导

目的流体切应力对于维持血管的稳定有着重要的作用.另外在一些病理情况下,例如动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病的发病过程中,流体切应力也扮演着关键角色.我们以往的实验结果证实:以低流体切应力(4.2dyne/cm2)处理培养的人脐静脉内皮细胞1 h,其IL-8mRNA的表达上调;处理2 h其表达量上调更为明显.在本实验中我们将进一步阐明流体切应力对培养的人脐静脉内皮细胞IL-8基因表达、蛋白生成的影响及其信号转导途径.方法分别用实时定量RT-PCR及定量三明治ELISA检测IL-8基因表达及蛋白生成;通过基因转染及流式细胞数检测IL-8报告基因pEGFP1-IL8USCS经流体切应力作用后的激活情况;用免疫荧光化学染色观测对照和层流切应力处理以后NF-κB核转移情况;将对照和层流切应力处理后的内皮细胞裂解物进行I-κB和磷酸化的I-κB的免疫印迹实验,以检测切应力诱导的I-κB磷酸化和降解的情况;RT-PCR、Northern杂交和免疫荧光细胞化学染色观察TLR-4和TLR-2在人脐静脉内皮细胞上的表达;用RT-PCR技术从血管内皮细胞扩增胞内区段缺失突变TLR-4 cDNA克隆于真核表达质粒pcDNA3,构建重组TLR-4胞内缺失突变基因真核表达质粒pcDNA3-mTLR4,与pEGFP1-IL8USCS共转染内皮细胞,流式细胞术观察mTLR4对切应力诱导IL-8报告基因表达的影响.结果和讨论(1)未用切应力处理的内皮细胞没有IL-8基因的表达;切应力处理内皮细胞后,1 h IL-8 mRNA表达增加,2 h IL-8 mRNA表达量至最高值,3 h IL-8 mRNA表达量开始下降,4 h后IL-8 mRNA持续相对高表达;各实验组(2.23、4.20、6.08 dyne/cm2)均表现出相同的IL-8 mRNA随时间的变化规律,即IL-8的表达对切应力有时间依赖性.(2)未用切应力处理的内皮细胞没有IL-8基因的表达;切应力处理内皮细胞后,低切应力时IL-8 mRNA表达量明显增加,高切应力时IL-8 mRNA表达量较低.IL-8 mRNA的表达量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系;不同的切应力作用时间(1、2 h)均表现出相同的IL-8 mRNA随切应力强度的变化规律.提示流体切应力诱导内皮细胞表达IL-8,不仅与切应力的作用时间有关,而且IL-8的表达量与切应力作用强度有关,两者之间具有明显的直线负相关.直线回归方程:1 h时为y=7.57-0.11x,相关系数r=-0.97;2 h时为y=7.92-0.10 x,相关系数r=-0.96.(3)未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL-8蛋白质生成;切应力处理内皮细胞1 h后,IL-8蛋白质生成量增加,处理5 h后IL-8蛋白质生成量增加至最高值,处理8 h后IL-8蛋白质生成量下降,10 h后IL-8蛋白质生成量维持在一个较高的水平.各实验组(2.23、4.20、6.08 dyne/cm2)均表现出相同的IL-8蛋白质生成量随切应力作用时间的变化规律.提示流体切应力确实可以诱导内皮细胞生成IL-8,并且IL-8的生成量与切应力的作用时间有关,呈双相性变化.(4)未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL-8蛋白质生成;切应力处理内皮细胞后,低切应力(2.23 dyne/cm2)时IL-8蛋白质生成量明显增加,为高切应力(19.29 dyne/cm2)时IL-8蛋白质生成量的约6(作用5h)或7倍(作用6h).IL-8蛋白质生成量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系;直线回归方程:5 h时为y=760.12-36.06x,相关系数r=-0.978;6 h时为y=781.87-36.66x,相关系数r=-0.980.(5)pEGFP1-IL8USCS转染细胞,层流切应力刺激3 h后IL-8报告基因绿色荧光蛋白表达增强.(6)NF-κB p65免疫荧光细胞化学染色显示,切应力刺激0.5 h,胞核即出现阳性反应,刺激1.5 h后,胞核呈强阳性染色.(7)细胞裂解物免疫印迹显示,刺激10 min时磷酸化IκB即显著增强,1 h后磷酸化IκB印迹强度降到无,而IκB随刺激时间延长而逐渐降低,0.5和1 h后降至测不到IκB.(8)免疫荧光细胞化学染色显示脐静脉血管内皮细胞膜表达TLR-4.RT-PCR和Northern杂交显示,人脐静脉血管内皮细胞表达TLR-2和TLR-4 mRNAs;当切应力刺激1 h后,TLR-4 mRNA表达明显增强.pcDNA3-mTLR4和pEGFP 1-IL8USCS共转染细胞,层流切应力刺激3 h后荧光蛋白表达未明显增强.本实验中我们采用的切应力为2.23、4.20、6.08 dyne/cm2,这些切应力与动脉血管分叉处等低切应力区生理切应力大小相似,在这些低切应力区,血管内皮细胞可分泌IL-8,IL-8转而激活中性粒细胞和单核细胞,调控它们和内皮细胞的黏附,这将触发一系列的病理变化,例如:动脉粥样硬化等.结论流体切应力诱导内皮细胞IL-8 mRNA的表达及IL-8蛋白的生成,在感染及动脉粥样硬化等病理过程中扮演着重要角色.     

流体切应力作用时间对内皮细胞IL-8生成的影响

内皮细胞对力学刺激反应敏感 ,流体切应力可以直接调节内皮细胞生物活性物质的产生。为阐明内皮细胞白细胞介素 - 8(IL- 8)蛋白质的生成受力学因素的影响 ,本文用流体切应力 (2 .0 9、4 .6 1、6 .19dyne/cm2 )处理培养的人脐静脉内皮细胞 ,然后采用双抗体夹心 ABC- EL ISA技术检测内皮细胞 IL- 8蛋白质的生成。结果显示 :未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的 IL- 8蛋白质生成 ;切应力处理内皮细胞 1h,IL- 8蛋白质生成增加 ,处理 5 hIL- 8蛋白质生成量至最高值 ,处理 8h IL- 8蛋白质生成量下降 ,10 h后 IL- 8蛋白质维持在一个较高的水平 ;各实验组 (2 .0 9、4 .6 1、6 .19dyne/cm2 )均表现出相同的 IL- 8蛋白质随力学刺激时间的变化规律。提示流体切应力确实可以诱导内皮细胞生成 IL- 8,并且 IL- 8的生成量与切应力的作用时间有关 ,呈双相性变化。流体切应力诱导内皮细胞生成 IL- 8,可能在急性炎症或动脉粥样硬化的发生、发展过程中具有重要作用     

流体切应力作用强度对内皮细胞IL-8生成的影响

血管内皮细胞衬于血管腔的表面，是血流机械应力的主要感受者。切应力可以直接调节内皮细胞生物活性物质的合成和分泌，其中包括诱导内皮细胞生成IL-8，而且IL-8的生成量与切应力作用时间有关。为阐明内皮细胞IL-8的生成除了与切应力的作用时间有关外还与切应力的强度有关，我们用不同强度的流体切应力(2．09、4．61、6．19、8．51、10．50、12．59、14．41、17．22、18．32dyne／cm^2)处理培养的人脐静脉内皮细胞，然后采用双抗体夹心ABC-ELISA技术检测内皮细胞IL-8蛋白质的生成。结果显示：未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL-8蛋白质生成；切应力处理内皮细胞后，低切应力(2．09dyne／cm^2)时IL-8蛋白质生成量明显增加，约为高切应力(18．32dyne／cm^2)时IL-8蛋白质生成量的6(作用5h)或7倍(作用6h)。IL-8蛋白质生成量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系；直线回归方程：5h时为y=760．12—36．06x，相关系数7=-O．978；6h时为y=781．87—36．66x，相关系数7=-O．980。式中：y为切应力作用下内皮细胞IL-8的生成量；x为施加于内皮细胞的切应力强度(dyne／cm^2)。不同的切应力作用时间(5h、6h)均表现出相同的IL-8蛋白质生成量随切应力强度的变化规律。提示流体切应力诱导内皮细胞生成IL-8的量，不仅与切应力的作用时间有关，而且IL-8的生成量与切应力强度有关。流体低切应力诱导内皮细胞IL-8的生成量急剧增高，可能在急性炎症和动脉粥样硬化的发生、发展过程中具有重要作用。     

流体切应力对内皮细胞粘附分子表达的影响

在动脉粥样硬化(Atherosclerosis,As)的发生发展中各种白细胞,包括单核细胞对内皮细胞的粘附可能起着较为重要的作用。在体内,血流切应力对内皮细胞的形态和功能有重要影响。为了阐明流体切应力对内皮细胞表面粘附分子表达的影响,本文研究了流体切应力(2.23～6.08dyne/cm     

基因突变和转基因技术评价TLR-4信号受体在流体切应力诱导血管内皮细胞IL-8基因转录激活中的作用

用基因突变和转基因技术，评价TLR-4信号受体在层流低切应力刺激诱导血管内皮细胞IL-8基因转录激活中的作用，RT-PCR，Northern杂交和免疫荧光细胞化学染色均显示脐静脉血管内皮细胞表达TLR-4，同时RT-PCR和Northern杂交显示，层流切应力刺激1h后血管内皮细胞TLR-4表达增强，用RT-PCR技术从血管内皮细胞扩增出胞内区段缺失突变TLR-4cDNA，用PCR技术从其基因组DNA中扩增出IL-8上游调控序列，分别克隆于真核表达质粒pcDNA3和绿色荧光增强蛋白报告基因pEGFP1质粒，构建出重组TLR-4缺失突变基因真核表达质粒pcDNA3-mTLR4和IL-8报告基因表达质粒pEGFP1-IL8USCS。用pEGFP1-IL8USCS转染或pcD-NA3-mTLR4和pEGFP1-IL8USCS共转染ECV304细胞，4.2dyne/cm^2层流切应力刺激3h后，流式细胞仪观察荧光蛋白表达强度变化，用pEGFP1-IL8USCS转染细胞，经层流切应力刺激3h后荧光蛋白表达增强（1.06:2.71)，同样用pcDNA3-mTLR4和pEGFP1-IL8USCS共转染细胞，层流切应力刺激3h后荧光蛋白表达未明显增强，提示TLR4/NF-кB信号传导通路可能介导层流切应力诱导血管内皮细胞IL-8基因的表达。     

流体切应力作用强度对内皮细胞IL一8生成的影响

血管内皮细胞衬于血管腔的表面,是血流机械应力的主要感受者.切应力可以直接调节内皮细胞生物活性物质的合成和分泌,其中包括诱导内皮细胞生成IL一8,而且IL一8的生成量与切应力作用时间有关.为阐明内皮细胞IL一8的生成除了与切应力的作用时间有关外还与切应力的强度有关,我们用不同强度的流体切应力(2.09、4.61、6.1 9、8.51、10.50、12.59、14.41、17.22、18.32 dyne/cm2)处理培养的人脐静脉内皮细胞,然后采用双抗体夹心ABC-ELISA技术检测内皮细胞IL一8蛋白质的生成.结果显示未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL一8蛋白质生成;切应力处理内皮细胞后,低切应力(2.09dyne/cm2)时IL一8蛋白质生成量明显增加,约为高切应力(18.32 dyne/cm2)时IL-8蛋白质生成量的6(作用5 h)或7倍(作用6 h).IL一8蛋白质生成量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系;直线回归方程5 h时为y=760.12-36.06x,相关系数γ=-0.978;6 h时为y=781.87-36.66x,相关系数γ=-0.980.式中y为切应力作用下内皮细胞IL-8的生成量;x为施加于内皮细胞的切应力强度(dyne/cm2).不同的切应力作用时间(5 h、6 h)均表现出相同的IL-8蛋白质生成量随切应力强度的变化规律.提示流体切应力诱导内皮细胞生成IL一8的量,不仅与切应力的作用时间有关,而且IL-8的生成量与切应力强度有关.流体低切应力诱导内皮细胞IL-8的生成量急剧增高,可能在急性炎症和动脉粥样硬化的发生、发展过程中具有重要作用.     

ERK1/2信号转导途径在低切应力上调人脐静脉内皮细胞IL-8基因表达中的作用

血管内皮细胞位于血流和血管壁之间,除受化学因素的调节外还受力学因素的影响。切应力可通过刺激相应的力学感受系统来调节内皮细胞某些基因的表达,其中包括诱导内皮细胞表达IL- 8。为了阐明MAPK信号途径中的ERK1/ 2信号通路是否参与调控低切应力上调人脐静脉内皮细胞IL- 8基因表达,采用Western blot分析了低切应力(4.2 0 dyne/ cm2 )处理不同时间内皮细胞ERK1/ 2的磷酸化水平及TPK抑制剂Genistein,MEK抑制剂PD980 5 9对其磷酸化的影响;采用定量RT- PCR检测内皮细胞经低切应力刺激或给予阻断剂后再行切应力刺激等处理后IL- 8基因的表达。结果显示:(1)低切应力处理可引起内皮细胞ERK1/ 2蛋白磷酸化水平上调,其磷酸化水平与切应力作用时间有关,具有快速、双向性的特点(在刺激10 min时达到高峰,2 h左右降至未刺激水平) ,阻断剂Genistein和PD980 5 9处理后,ERK1/ 2磷酸化水平与低切应力刺激10 min比较明显降低;(2 )阻断剂Genistein,PD980 5 9可显著抑制低切应力所致的内皮细胞IL- 8m RNA上调。结果表明低切应力可通过ERK1/ 2信号途径上调人脐静脉内皮细胞IL- 8基因的表达。     

TNF—a对内皮细胞白介素—8基因表达的影响

IL-8作为一种趋化细胞因子在炎症反应中具有重要作用，其在内皮细胞内的表达受多种细胞因子的调节。本文用TNF-a孵育培养的人脐静脉内皮细胞不同时间后，用RT-PCR法检测内皮细胞内IL-8mRNA的表达，并用免疫细胞化学染色法检测内皮细胞内NF-kB的激活。结果发现：（1）未用TNF-a孵育的内皮细胞IL-8表达量很少，TNF-a孵育1小时后IL-8表达明显增加，3h进一步增加；6h IL-8表达降低，9h进一步降低至基础水平；（2）未用TND-a孵育的内皮细胞核NF-kB p65免疫细胞化学染色呈阴性，NF-a孵育1，3h后NF-kB p55免疫细胞化学染色呈阳性，6h时后呈弱阳性，9h后呈阴性。提示：TNF-a可诱导内皮细胞表达IL-8并可激活内皮细胞内NF-kB，二者的时相过程基本一致。作者认为TNF-a诱导IL-8在内皮细胞内表达可能与转录因子NF-kB的激活有关。     

不同剪切力对内皮细胞表面凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1表达的影响

目的 研究不同剪切力对内皮细胞表面凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1(LOX-1)表达的影响.方法 体外培养人脐静脉内皮细胞,将其种植于载玻片上,放入流室系统分别施加以不同的剪切力.按施加剪切力的不同分为实验组和对照组:实验组分为低剪切力组(4.2 dyne/cm2,n=5)、中等剪切力组(8.4 dyne/cm2,n=5)和高剪切力组(15.0 dyne/cm2,n=5);对照组(n=5)静态条件下培养,不施加剪切力.剪切力加载1、2、4、8 h后RT-PCR测定各组内皮细胞LOX-1 mRNA的表达.结果 低剪切力(4.2 dyne/cm2)作用下,内皮细胞LOX-1表达随时间延长而增加.与对照组比较,中等剪切力(8.4dyne/cm2)作用2、4、8 h内皮细胞LOX-1的表达水平均降低[2 h:0.2346±0.0397比0.2948±0.0128,4 h:0.1747±0.0585比0.2985±0.0204,8 h:0.0256±0.0067比0.2968±0.0175,均P＜0.05].高剪切力(15.0dyne/cm2)作用下,血管内皮细胞LOX-1表达一直维持在极低水平.结论 不同剪切力可以影响内皮细胞的LOX-1表达水平.     

剪切力对血管内皮细胞表达IL-8的影响

本文利用改进的流室装置, 通过精密蠕动泵提供剪切力, 选择5dyne/cm2、10dyne/cm2、15dyne/cm2三种剪切力, 施加于体外培养的血管内皮细胞, 作用不同时间, 用RIA的方法检测流体动力学对血管内皮细胞表达IL-8的影响.结果表示, 不同剪切力作用内皮细胞后, IL-8的表达量与剪切力大小及作用时间有关, 为时间依赖性增长, 在5dyne/cm2组和10dyne/cm2组中, IL-8表达量明显高于空白对照组, 而15dyne/cm2组与对照组相比有下降趋势, 提示高剪切力有可能抑制IL-8的分泌.通过观察不同大小剪切力对血管内皮细胞表达IL-8的影响, 为探讨剪切力对动脉粥样硬化的影响提供一些数据.     

Low shear stress-induced interleukin-8 mRNA expression in endothelial cells is mechanotransduced by integrins and the cytoskeleton.

Shear stress is thought to be important in maintaining vascular homeostasis and regulating vascular remodeling. The authors have previously shown that low shear stress increases interleukin (IL)-8 gene expression in endothelial cells. However, the detailed events that contribute to the regulation of this expression remain to be identified. In this study, the authors examined whether the shear stress-induced IL-8 mRNA expression in endothelial cells is mechanotransduced by integrins and the cytoskeleton. Exposure of endothelial cells to low shear stress (4.2 dyne/cm(2)) rapidly increased the expression of IL-8 mRNA. The induced IL-8 mRNA expression was inhibited by GRGDNP, which blocked the binding of integrins to the extracellular matrix. Additionally, this increase was attenuated by both anti-alpha(v)beta(3) integrin and anti-beta(1) integrin antibodies. Treatment of endothelial cells with either low shear stress or cytochalasin D resulted in the disruption of the cytoskeleton. Following the disruption of filamentous F-actin, the IL-8 mRNA expression in endothelial cells also increased, indicating that the shear stress-induced IL-8 mRNA expression may be mediated by the disruption of actin fibers. Taken together, these data suggest that integrins and the actin cytoskeleton play important roles in regulating the shear stress-induced IL-8 gene expression. Supplementary materials are available for the Materials and Methods section of this article. Go to the publisher's online of edition of Endothelium for this free supplemental resource.     

流体低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的细胞内信号转导途径分析

目的　利用流室系统，体外研究低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的胞内信号转导途径。方法　以培养的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)为研究对象，采用定量RT-PCR检测HUVECs经低剪切力(0.42 Pa)刺激后IL-8基因的表达情况及多种阻断剂对其的干预作用。结果　(1)KT5720(蛋白激酶A抑制剂)、Neomycin（磷脂酶C抑制剂）、Calphostin C（蛋白激酶C抑制剂）、Tyrphostin-25（酪氨酸蛋白激酶抑制剂）均不同程度地抑制低剪切力对内皮细胞IL-8基因的上调；(2)Ca(上标 2+)可促进低剪切力上调内皮细胞IL-8 mRNA表达；(3)非水解的GDP类似物－GDPβS亦可抑制低剪切力诱导的内皮细胞IL-8基因的上调；(4)蛋白激酶G抑制剂－KT5823对低剪切力诱导的IL-8基因表达无明显影响。结论　低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的胞内信号转导途径非常复杂，涉及到多种信号分子。     

流体剪应力对EA.Hy926细胞IL-8受体mRNA表达的影响

为研究EA．Hy926细胞在不同时间、不同大小流体剪应力作用下IL-8受体CXCR1、CXCR2 mRNA的表达规律,通过体外培养人脐静脉内皮细胞株EA．Hy926细胞,分别施加5．56、10．02、15．27 dyn／cm2三种剪应力,选取剪切5 min、10 min、15 min、20 min、25 min和30 min、1、2、4和8 h等10个时间点进行观测,以半定量RT- PCR方法检测IL-8受体mRNA表达变化。结果表明,在5．56 dyn／cm2剪应力作用下,与静止组相比,各时间点CXCR1 mRNA与CXCR2 mRNA表达均显著升高(P<0．05)。在10．02 dyn／cm2剪应力作用下,CXCR1 mRNA表达随时间相对缓慢下降;而CXCR2 mRNA表达在30min出现短暂的升高,然后随着作用时间的延长开始缓慢下降。在15．27 dyn／cm2剪应力作用下,其CXCR1、CXCR2 mRNA的表达随时间呈现较显著性降低(P<0．01),当持续作用4 h以上其CXCR2 mRNA表达极低。以上结果表明,不同强度、作用时间的流体剪应力参与调节IL-8受体表达。