银杏内酯B通过抑制内质网应激拮抗血管内皮损伤的作用机制

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2023.24.005

摘要/Abstract

摘要：

目的探究银杏内酯B（ginkgolide B， GB）是否通过拮抗内质网应激（endoplasmic reticulum stress， ERS）发挥其拮抗血管内皮损伤作用及其相关分子机制。方法建立衣霉素（tunicamycin， TM）诱导的人骨髓来源内皮祖细胞（bone marrow derived-endothelial progenitor cells， EPCs）ERS损伤模型，用MTS检测细胞增殖能力；Calcein-AM/EthD-I双染法检测细胞活性状态；Transwell实验检测细胞迁移能力；DCFH-DA染色检测活性氧（reactive oxygen species，ROS）的水平；ELISA法测定NADPH活性；JC-1和DiOC6染色定性和定量检测线粒体膜电位；qRT?PCR检测mRNA的水平；Western Blot检测蛋白表达水平。结果 GB浓度依赖性减轻衣霉素对hEPCs造成的ERS内皮损伤（细胞活性、细胞迁移率和血管形成率的降低）（P < 0.01）；降低ROS及NADPH水平（P < 0.01）；呈浓度依赖性抑制ERS介导的线粒体膜电位下降（P < 0.01）；抑制ERS相关蛋白（GRP78、ATF4、CHOP等）表达，并调控细胞凋亡相关蛋白（Bcl-xl、Bax、cleaved caspase-4、cytochrome c）的表达水平，拮抗内质网应激介导的细胞损伤。结论银杏内酯B能通过拮抗内质网应激，发挥血管内皮保护作用，其机制可能与降低细胞内活性氧水平，抑制ERS相关蛋白（CHOP， GRP78、ATF4）表达及调节细胞凋亡蛋白（Bcl-xl、Bax、cleaved caspase-4、cytochrome c）的表达水平有关。

关键词: 银杏内酯B, 内质网应激, 血管内皮损伤, 线粒体功能障碍, 骨修复

Abstract:

Objective To investigate the potential of ginkgolide B （GB） in mitigating vascular endothelial injury by antagonizing endoplasmic reticulum stress （ERS） and elucidate its underlying molecular mechanism. Methods An injury model of human bone marrow?derived endothelial progenitor cells （EPCs） induced by tunicamycin （TM） was established. Cell proliferation was assessed using MTS assay， while cell viability was determined through Calcein?AM/EthD?I double staining. Transwell assay was employed to evaluate cell migration ability. DCFH?DA staining was utilized to measure intracellular ROS levels， and NADPH activity was quantified via ELISA. JC?1 and DiOC6 staining were performed for qualitative and quantitative assessment of mitochondrial membrane potential respectively. Qrt?pcr analysis was conducted to determine mRNA expression levels， whereas western blot analysis enabled detection of protein expression levels in the cells. Results GB dose?dependently attenuated tunicamycin?induced ERS?mediated endothelial injury in hEPCs， as evidenced by decreased cell viability， impaired cell migration， and angiogenesis inhibition （P < 0.01）. Furthermore， GB treatment significantly reduced ROS production and NADPH levels within the cells （P < 0.01）， while also inhibiting ERS?mediated decline in mitochondrial membrane potential concentration?dependently （P < 0.01）. Additionally， GB inhibited the expression of ERS?related proteins such as GRP78， ATF4， CHOP etc.， regulated apoptosis?related protein Bcl?xl， Bax cleaved caspase?4 cytochrome c； thereby effectively counteracting endoplasmic reticulum stress?induced cellular damage. Conclusions GB exerts a protective effect on vascular endothelium by antagonizing endoplasmic reticulum stress； this mechanism may be attributed to its ability to reduce intracellular reactive oxygen species levels. It also suppresses the expression of ERS?related proteins （CHOP78 and ATF4），and modulates apoptosis?associated proteins （Bcl?xl， Bax， cleaved caspase?4， and cytochrome c）.

Key words: ginkgolide B, endoplasmic reticulum stress, vascular endothelial injury, mitochondrial disorder, bone repair

中图分类号:

R966

马长淞,黄帅,瓦庆德,陈伟之,汪洋,令狐熙涛,唐欲博. 银杏内酯B通过抑制内质网应激拮抗血管内皮损伤的作用机制[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(24): 3175-3181.

Changsong MA,Shuai HUANG,Qingde WA,Weizhi CHEN,Yang WANG,Xitao LINGHU,Yubo. TANG. Mechanism of ginkgolide B antagonizing vascular endothelial injury by inhibiting endoplasmic reticulum stress[J]. The Journal of Practical Medicine, 2023, 39(24): 3175-3181.

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参考文献 20

1	LANGEN U H， PITULESCU M E， et al. Cell-matrix signals specify bone endothelial cells during developmental osteogenesis ［J］. Nat Cell Biol， 2017， 19 （3）： 189-201.
2	KRÜGER-GENGE A， BLOCKI A， FRANKE RP， et al. Vascular Endothelial Cell Biology： An Update ［J］. Int J Mol Sci， 2019， 20（18）：4411.
3	ASHRAF S， WALSH D A. Angiogenesis in osteoarthritis ［J］.Curr Opin Rheumatol， 2008， 20（5）： 573-580.
4	GRELLIER M， BORDENAVE L， AMÉDÉE J， et al. Cell-to-cell communication between osteogenic and endothelial lineages： implications for tissue engineering ［J］. Trends Biotechnol， 2009， 27（10）： 562-571.
5	QIN Y， SUN R， WU C， et al. Exosome： A Novel Approach to Stimulate Bone Regeneration through Regulation of Osteogenesis and Angiogenesis ［J］. Int J Mol Sci， 2016， 17（5）：712.
6	TOYA S P， MALIK A B. Role of endothelial injury in disease mechanisms and contribution of progenitor cells in mediating endothelial repair［J］. Immunobiology， 2012， 217： 569-580.
7	窦清惠，吴卫东，刘俊明. 血管钙化与骨质疏松发病的共同危险因素［J］. 中国骨质疏松杂志， 2011， 17（11）： 1004-1009.
8	WANG X， WANG R， JIANG L， et al. Endothelial repair by stem and progenitor cells ［J］. J Mol Cell Cardiol， 2022， 163： 133-146.
9	HANG L， PENG Y， XIANG R， et al. Ox-LDL Causes Endothelial Cell Injury Through ASK1/NLRP3-Mediated Inflammasome Activation via Endoplasmic Reticulum Stress ［J］. Drug Des Devel Ther， 2020， 14： 731-744.
10	邱志凌，张军平，郭晓晨. 内质网应激与血管内皮细胞凋亡的研究进展［J］. 中国医学科学院学报， 2014， 36（1）： 102-107.
11	钱杨杨，朱国琴，王文健，等. 银杏酮酯及其制剂的临床与药理作用研究进展［J］. 中成药， 2021， 43 （4）： 998-1003.
12	刘珂珂，黄涯，吕梦，等. 内质网应激在心血管疾病中的研究进展［J］. 中西医结合心脑血管病杂志， 2020， 18 （22）： 3792-3796.
13	RAMASAMY S K， KUSUMBE A P， WANG L， et al. Endothelial Notch activity promotes angiogenesis and osteogenesis in bone ［J］. Nature， 2014， 507（7492）： 376-380.
14	ZHONG M， WU Z， CHEN Z， et al. Advances in the interaction between endoplasmic reticulum stress and osteoporosis ［J］. Biomed Pharmacother， 2023， 165： 115134.
15	KONG Y， ZHANG Y， CAI Y， et al. METTL3 mediates osteoblast apoptosis by regulating endoplasmic reticulum stress during LPS-induced inflammation ［J］. Cell Signal， 2022， 95： 110335.
16	OAKES S A， PAPA F R. The role of endoplasmic reticulum stress in human pathology ［J］. Annu Rev Pathol， 2015， 10： 173-194.
17	TANG Y， WA Q， PENG L， et al. Salvianolic Acid B Suppresses ER Stress-Induced NLRP3 Inflammasome and Pyroptosis via the AMPK/FoxO4 and Syndecan-4/Rac1 Signaling Pathways in Human Endothelial Progenitor Cells ［J］. Oxid Med Cell Longev， 2022， 2022： 8332825.
18	WU L， YE Y， HUANG G， et al. Involvement of endoplasmic reticulum stress in adenosine-induced human hepatoma HepG2 cell apoptosis ［J］. Oncol Rep， 2011， 26（1）： 73-79.
19	REN J， BI Y， SOWERS J R， et al. Endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response in cardiovascular diseases ［J］. Nat Rev Cardiol， 2021， 18（7）： 499-521.
20	张春阳，郭振委，何效兵，等. 内质网应激蛋白GRP78在脑出血后星形胶质细胞炎性活化中的作用及机制［J］. 实用医学杂志， 2021， 37（24）： 3132-3136， 3142.

[1]	王青玲张梦娴周颍东郭向东康浩然王庆林. 银杏叶提取物通过Nrf2/HO⁃1信号通路减轻老年性聋大鼠耳蜗氧化应激损伤的机制 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(3): 311-317.
[2]	吕亚军任立中李军张海静张志坤 . 髓芯减压联合胶原基骨修复材料和血管内皮生长因子对兔股骨头坏死血管修复和微循环的影响 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(23): 2927-2932.
[3]	韦丽莹张景鸿 . 1，25⁃二羟维生素D3通过上调Nrf2表达抑制内质网应激改善小鼠中性粒细胞性哮喘的研究 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(16): 2013-2023.
[4]	洪嘉颖张涛. 可降解镁基金属骨感染修复材料的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2022, 38(12): 1449-1455.
[5]	李霞李映何伟邓洁蒋小铃姜金莲蒋智钢程其娇刘霞何毅怀 . 糖蛋白130在急性肝损应激作用及机制伤中负性调控内质网 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(12): 1499-1505.
[6]	温海玲孟祥熙杨景哲肖长栓. 马钱苷通过内质网应激途径抑制烧伤大鼠肠上皮细胞凋亡发挥肠黏膜结构保护作用的机制[J]. 实用医学杂志, 2022, 38(11): 1353-1358.
[7]	张春阳郭振委何效兵周芯羽. 内质网应激蛋白GRP78在脑出血后星形胶质细胞炎性活化中的作用及机制 [J]. 实用医学杂志, 2021, 37(24): 3132-3142.
[8]	郭军飞, 赖卫明, 马从利, 穆小萍. IRE1a与miR⁃346相互调节维持内质网应激强度促进宫颈癌细胞顺铂耐药 [J]. 实用医学杂志, 2021, 37(17): 2176-2181.
[9]	陈焰, 王岗玲, 吴海明. 活化蛋白C通过靶向VLA⁃3⁃中性粒细胞亚群来减轻结核杆菌诱导的人气道上皮细胞炎症反应线粒体能量代谢障碍[J]. 实用医学杂志, 2020, 36(23): 3217-3221.