论著
文章编号:1000 5404(2013)01 0038 04
ROCK Ⅰ
选择性抑制剂Y 27632对人Tenon囊成纤维细胞增殖凋亡和黏附性的影响张晓辉1,孙乃学1,冯朝晖1,王 超2,张 懿1,王建明1  (710004西安,西安交通大学医学院第二附属医院眼科1;
710032西安,第四军医大学西京医院药剂科2)
  [摘要] 目的 观察ROCK Ⅰ选择性抑制剂Y 27632对体外培养的人眼Tenon囊成纤维细胞(ocularTenoncapsulefibroblasts,OTFs)增殖、凋亡和黏附性的影响。方法 体外培养的第4~6代OTFs经溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid,LPA)诱导后,不同浓度Y 27632处理,采用MTT测定细胞增殖抑制率和细胞黏附抑制率,未经LPA诱导OTFs细胞同时采用AnnexinV FITC/PI双标记流式细胞术测定细胞凋亡率,以及细胞平板克隆增殖实验测定不同浓度Y 27632组OTFs细胞增殖克隆形成率。结果 6、30、150、750μmol/LY 27632各组经LPA诱导的OTFs细胞增
殖抑制D(490)与LPA组比较,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),OTFs细胞黏附抑制D(490)与LPA组比较,同样具有统计学差异(P<0 05,P<0.01)。随着Y 27632浓度增加,细胞凋亡率相应增加。未经LPA诱导的OTFs细胞克隆形成率随着Y27632浓度的增高而降低。结论 Y 27632有效抑制LPA诱导的OTFs增殖和细胞间黏附,诱导细胞早期凋亡。  [关键词] Y 27632;人Tenon囊成纤维细胞;增殖;凋亡;黏附性  [中图法分类号] R322.91;R329.25;R988.1 
[文献标志码] A
[基金项目] 陕西省科技攻关项目(2011 K14 02 03)[通信作者] 孙乃学,E mail:nxsun_xju@126.com
[优先出版] http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1095.R.20121101.0923.004.
html(2012 11 01)EffectofY 27632,aselectiveinhibitorofROCK I,onproliferation,apoptosisand
adhesionofhumanocularTenon’scapsularfibroblasts
ZhangXiaohui1,SunNaixue1,FengZhaohui1,WangChao2,ZhangYi1,WangJianming1(1DepartmentofOphthalmology,
SecondAffiliatedHospital,MedicalCollegeofXi’anJiaotongUniversity,Xi’an,ShaanxiProvince,710004;2DepartmentofPharmacology,
XijingHospital,Xi’an,ShaanxiProvince,710032,China)
  [Abstract] Objective ToinvestigatetheeffectofY 27632,aselectiveinhibitorofROCK I,ontheproliferation,apoptosisandadhesionofhumanocularTenon’scapsularfibroblasts(OTFs)invitro.Methods
 Afterinducedbylysophosphatidicacid(LPA),thefourthtosixthpassagesofOTFswereexposedto6,30,150and750μmol/LofY 27632for48h,respectively,and
MTTassaywasappliedtodeterminetheinhibitionratiosofcellproliferationandadhesion.OTFswithoutLPAinductionweretreatedwithdifferentconcentrationsofY 27632,andAnnexinV FITC/PIdoublelabelingflowcytometrywasappliedtodeterminecellapoptoticrate.Thecellcloningefficiencywascalculatedbycellplateclonalexpansionexperiment.Results Thepro liferationinhibitionD(490)andadhesioninhibitionD(490)ofOTFstreatedwithLPA+Y 27632weresignifi cantlygreaterthanthoseofLPA inducedOTFs(P<0.05,P<0.01).CellapoptoticrateincreasedalongwiththeincreaseofY 27632concentrations,andthecloningefficiencyofOTFswithoutLPAinductiondecreasedalongwiththeincreaseofY 27632concentrations.Conclusion Y 27632caneffectivelyinhibitbothprolifer ationandadhesionofLPA inducedOTFs,andinduceearlyapoptosisofOTFswithoutLPAinduct
ion.  [Keywords] Y 27632;ocularTenon’scapsulefibroblasts;propagation;apoptosis;adhesion
SupportedbytheTacklingProgramofScienceandTechnologyofShaanxiProvince(2011 K14 02 03).Correspondingauthor:SunNaixue,E mail:nxsun_xju@126.com
  结膜下Tenon囊成纤维细胞是青光眼滤过术后滤过道瘢痕化的主要效应细胞。Rho小蛋白家族在调节
细胞骨架肌球蛋白、细胞点状黏附和细胞运动性起重
要作用[1]
。Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(Rho as sociatedcoiled coilkinase,ROCK)被认为是Rho蛋白的下游效应因子。在体外培养的成纤维细胞中,
ROCK激酶调节细胞点状黏附,压力纤维的形成[2]
。已知细胞的趋化、黏附与收缩都是通过微丝骨架的聚
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合与延伸来实现的。Rho/ROCK信号通路通过多重磷酸化/脱磷酸化级联反应来调节细胞微丝骨架的聚合,控制细胞的多种生物学行为。本研究旨在通过ROCK Ⅰ选择性抑制剂Y 27632的应用,选择性阻断Rho/ROCK信号通路,观察人Tenon囊成纤维细胞细胞学行为,包括细胞增殖、凋亡和黏附性的变化。
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
  DMEM培养液、胎牛血清(FetalBovineSerum,FBS)和0 25%胰蛋白酶(华美生物工程公司),牛血清白蛋白(bovineserumalbumin,BSA,美国Si
gma公司),RPMI1640培养基(美国Gibco公司),噻唑蓝(MTT,美国Sigma公司),Y 27632和溶血磷脂酸(Lysophosphatidicacid,LPA,美国Sigma公司),AnnexinV FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒(美国Invitrogen)。
  CX PC 2倒置相差显微镜(日本OLYMPUS),DG3022A型酶联免疫检测仪(南京华东电子),CO
培养箱(美国Scheldon公司),超净工作台(苏州净化设备厂),细胞培养板(Coster公司),流式细胞仪(美国BeckmanCoulter)。全自动细胞平板计数器(美国Bio Rad)。
1.2 方法
1.2.1 体外培养细胞  人眼Tenon囊组织来源于本院眼科白内障患者术中剪下的Tenon囊组织,经由本院伦理委员会批准,并事先征得患者同意。采用组织块贴壁法进行人眼Tenon囊成纤维细胞(ocularTenoncapsulefibroblasts,OTFs)培养。剪成
1mm×1mm的组织块,种植于细胞培养瓶内,加入含10%FBS的DMEM培养液培养、传代,倒置相差显微镜下观察细胞生长,取第4~6代对数生长期细胞用于实验。
1.2.2 细胞增殖测定
1.2.2.1 MTT比法检测Y 27632对OTFs细胞增殖的影响  0.25%胰蛋白酶消化细胞,2%FBS培养液稀释成1.5×104/mL单细胞悬液,200μL/孔接种于96孔培养板,即每孔细胞数为0.3×104。
  分7组(每组4个复孔)进行处理:对照组;DMSO组;LPA(溶血磷脂酸)组;不同浓度6、30、150和750μmol/LY 27632+LPA组。LPA浓度均为10μmol/L。对照组加入等量2%FBS+DMEM培养液;LPA+Y 27632组:OTFs添加10μmol/LLPA孵育24h,然后添加不同浓度Y 27632。
  7组细胞孵育48h后,MTT比检测。按20μL/孔加入MTT工作液(5mg/mL),继续37℃培养。4h后弃去孔中液体,按150μL/孔加入二甲基亚砜(DMSO),微振荡器振荡10min,以DMSO为空白对照,酶联免疫检测仪比测定各孔于490nm波长的光密度值,同时计算不同浓度Y 27632处理组的细胞增殖抑制率,细胞增殖抑制率=[1-处理组D(490)/LPA组D(490)]×100%。
1.2.2.2 细胞平板克隆增殖实验  0.25%胰蛋白酶消化OTFs细胞,吹打成单个细胞,细胞计数。1000/孔细胞接种于3.5cm培养皿,使细胞均匀分散,分别用0、6、30、150、750μmol/LY 27632处理,37℃,5%CO
孵箱培养。10d后,终止培养,弃上清,PBS漂洗2次,甲醇固定15s,弃固定液,结晶紫(0.1%结晶紫,20%甲醇溶于双蒸水)染30s,蒸馏水洗去染液,空气干燥,照相。全自动细胞平板计数器计数。根据各组OTFs细胞克隆数,计算克隆形成率(克隆形成率=克隆数/接种细胞数1000个×100%)。
1.2.3 细胞凋亡分析(双标记流式细胞术分析Y 27632对OTFs细胞凋亡的影响)  同上处理OTFs细胞,分5组,分别加入0、6、30、150、750μmol/LY 27632,孵育48h,PBS洗2次,70%乙醇固定,-20℃过夜,加入100μLBindingBuffer和FITC标记的AnnexinV(20μg/mL)10mL,室温避光30min,再加入PI(50μg/mL)5mL,避光反应5min后,加入400mLBindingBuffer,立即在FACSort(BeetonDickson,美国)下行流式细胞术定量检测,同时以不加AnnexinV FITC及PI的细胞作为阴性对照。
1.2.4 细胞黏附性测定(Y 27632对OTFs细胞黏附的影响)  包被基底膜:10g/L的小牛血清白蛋白(bovineserumalbu min,BSA)按1∶8稀释50mg/L的matrigel胶,50μL/孔加入96孔板,4℃过夜。水化基底膜:吸出培养板多余液体,每孔加入50μL含10g/L的BSA无血清培养液,37℃孵育30min。0 25%胰蛋白酶消化OTFs细胞,调整细胞密度为105/mL,分别将100μL细胞悬液接种于包被的96孔板中。分7组(每组4个复孔)进行处理:空白对照组;DMSO组;LPA组;6、30、150和750μmol/LY 27632+LPA组。LPA浓度均为10μmol/L。对照组加入等量2%FBS+DMEM培养液,LPA+Y 27632组:OTFs添加10μmol/LLPA孵育24h,然后添加Y 27632。72h后OTFs细胞先后加入10g/L的BSA和1640培养液,分别在37℃培养1h。按20μL/孔加入MTT工作液(5mg/mL),继续37℃培养。4h后弃去孔中液体,按150μL/孔加入DMSO,微振荡器振荡10min,酶联免疫检测仪比测定各孔于490nm波长的光密度值。以LPA组贴壁细胞D(490)值为参照,计算细胞贴壁率(细胞黏附率)。黏附抑制率=[1-实验组细胞D(490)值/LPA组细胞D(490)值]×100%。
1.3 统计学方法
  数据以珋x±s表示,采用SPSS19.0统计软件进行单因素方差分析,各组样本均值方差齐性检
验采用Levene检验,多组间D(490)值比较采用单因素方差分析,各组间两两比较采用LSD t检验。
2 结果
2.1 体外培养细胞
  组织块贴壁后3~7d细胞游出组织块,OTFs细胞贴壁生长,呈梭形,单层漩涡状、放射状排列。20d基本长满培养瓶壁,进行传代。传代后细胞24h贴壁,6~10d基本融合长满瓶底。传代4~6次后,细胞形态保持原状,第4代OTFs细胞呈扁平长梭形或分枝状单层排列(图1)。鼠抗人vimentin抗体染鉴定,染显示细胞质内与细胞长轴方向一致的丝网状、束状纤维(图2)。
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图1 相差显微镜下观察第4代OTFs细胞 (×100)
图2 vimentin染观察OTFs细胞 (×500)
2.2 MTT比法检测Y 27632对OTFs细胞增殖的影响
  方差齐性检验P=0.156,方差齐,可进行下列两两比较。总体样本Levene检验P=0.0000,总体样本具有显著性差异。各组的D(490)值之间,对照组(1.2780±0.0400)与DMSO组(1.1860±0.0560)比较,差异无统计学意义(P=0.107)。对照组与Y 27632+LPA150μmol/L组(1.1480±0.0760)比较,差异有统计学意义(P=0.026)。DMSO组与Y 27632+LPA150μmol/L组比较,差异无统计学意义(P=0.488)。其余各组:LPA组为(2.2430±0.0796),Y 27632+LPA6、30、750μmol/L组别为(2.0820±0.0500)、(1.7000±0.1440)、(0.3480±0.0397),组间及对照组比较,差异有统计学意义(P<
0.01)。与LPA组比较,Y 27632+LPA6、30、150、750μmol/L组OTFs细胞增殖抑制率分别为(7.1635±1.5751)%、(23.9314±8 0611)%、(48.7544±4.5705)%、(84.5041±1.3497)%。2.3 Y 27632对OTFs细胞克隆增殖的影响
  0、6、30、150、750μmol/LY 27632组OTFs细胞克隆形成率分别是44.8%、35.7%、22.9%、8.2%、0%。OTFs细胞克隆形成率随着Y 27632浓度的增高而降低。见图3。
A:0μmol/L;B:6μmol/L;C:30μmol/L;D:150μmol/LY 27632图3 不同浓度Y 27632对OTFs细胞克隆增殖的影响
2.4 双标记流式细胞术分析Y 27632对OTFs细胞凋亡的影响
  凋亡率方差齐性检验P=0.053,方差齐,可进行下列两两比较。Levene检验总体样本P=0.036,总体样本具有显著性差异。Y 27632+LPA0μmol/L组与6μmol/L组比较,差异无统计学意义(P=0.173)。Y 27632+LPA0μmol/L组与750μmol/L组比较,差异无统计学意义(P=0.05)。Y 27632+LPA0μmol/L组分别与30、150μmol/L组比较,差异有统计学意义(P=0.028,0.004)。随着Y 27
632浓度增加,凋亡细胞的比例相应增加。但是当Y 27632剂量达到750μmol/L时,凋亡细胞的比例下降。见表1。
表1 不同浓度Y 27632对HTFS凋亡的影响(n=3,%,珋x±s)
浓度凋亡细胞死亡细胞百分比活细胞百分比
0μmol/L0.0267±0.01160.5200±0.569399.4367±0.54086μmol/L4.7867±4.73106.0667±5.452389.1433±2.135030μmol/L8.3360±3.7382a10.0133±6.176781.5333±7.2145b150μmol/L12.3100±6.4790b36.5567±12.1590b50.4233±8.0460b750μmol/L7.2467±0.8085a55.0267±8.8278b37.3067±8.8278ba:P<0.05,b:P<0.01,与0μmol/L比较
2.5 Y 27632对OTFs细胞黏附的影响
  方差齐性检验P=0.400,方差齐,可进行下列两两比较。总体样本Levene检验P=0.000,总体样本具有显著性差异。各组的D(490)值之间,对照组(0.2890±0.045
1)与LPA组(0.3337±0.0475)比较,差异无统计学意义(P=0.158)。对照组与Y 27632+LPA6μmol/L组(0.2567±0.0247)比较,差异无统计学意义(P=0.303)。DMSO组(0.2205±0.0609)与Y 27632+LPA6μmol/L组比较,差异无统计学意义(P=0 249)。DMSO组与Y 27632+LPA30μmol/L组(0.2116±0.0243)比较,差异无统计学意义(P=0.772)。Y 27632+LPA6μmol/L与30μmol/L组比较,差异无统计学意义(P=0 154)。Y 27632+LPA150μmol/L(0.1033±0.0606)与750μmol/L组(0.0413±0.0138)比较,差异无统计学意义(P=0 055)。其余各组间比较,差异有统计学意义(P<0 01)。与LPA组比较,Y 27632+LPA6、30、150、750μmol/L组OTFs细胞黏附抑制率分别为(22.59±6.60)%、(41.39±8 31)%、(69.16±19.21)%、(87.66±3.82)%。
3 讨论
  青光眼术后滤过道瘢痕化是青光眼手术降眼压失败的主要原因之一。目前有研究表明滤过泡部位的结膜下瘢痕形成受OTFs细胞增生、迁移和收缩的影响[3]。青光眼手术后抗代谢药物的使用导致术后多个与滤过泡相关的并发症[4]。因此,我们需要不会造成广泛的组织损伤的抗瘢痕药物。在本研究中,一种特异性ROCK抑制剂Y 27632,在没有明显的细胞毒性时,可以诱导体外培养的OT
Fs发生多项变化,同时抑制OTFs增殖。
  在增殖实验中,Y 27632可以抑制LPA诱导的OTFs增殖,并且随着Y 27632浓度的增加,对OTFs细胞增殖抑制率逐渐增强。以LPA组为对照,Y 27632+LPA6、30、150、750μmol/L各组OTFs细胞增殖抑制实验中D(490)与LPA组比较,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),同时4组处理组组内两两比较,差异均有统计学意义(P=0.000)。LPA存在于房水
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中,在青光眼滤过术术中和术后,由于血 房水屏障的破坏和循环流动的房水浸泡滤过道伤口,所以OTFs一直暴露在房水,血清中的LPA和TGF β中[8]。LPA主要通过Rho/ROCK信号通路调控黏着斑激酶的酪氨酸磷酸化和肌动蛋白细胞骨架的重组[5],诱导剧烈的肌动蛋白纤维收缩和细胞的点状黏附,是强效的OTFs刺激因子之一[6-7]。根据报道,Y 27632可以抑制胶原格点模式中LPA诱导的肌纤维母细胞的收缩,提示我们细胞的收缩有赖于Rho小蛋白的活化[9]。在细胞平板克隆增殖实验中,未经LPA诱导的OTFs细胞克隆数和细胞克隆形成率均随着Y27632浓度的增高而降低,二者成负相关关系。与0μmol/LY 27632处理组相比,提高药物浓度对克隆形成还是相当有影响的,同时750μmol/L浓度OTFs细胞克隆数为0,说明药物本身具有一定的毒性,组间差异较MTT实验大,可能是由于无LPA的作用。因此,对于无论有无LPA诱导的OTFs细胞,Y 27632都具有明显的抑制作用。
  在Y 27632对未经LPA诱导的OTFs细胞凋亡实验中,随着Y 27632浓度增加,凋亡细胞的比例也相应增加,两者具有正相关性。但是Y 27632浓度增加后,坏死细胞的比例上升更快,当Y 27632浓度达到750μmol/L时,坏死细胞过多造成凋亡细胞的比例下降。实验表明Y 27632可以诱导OTFs细胞的凋亡,使其活力下降,Y 27632浓度达到750μmol/L时,开始出现细胞毒性。Rho小蛋白家族是细胞骨架肌动蛋白的重要调节因子,Rho/ROCK信号转导参与众多与细胞骨架有关的细胞变化。有研究报道[11],ROCK特异性抑制剂Y 27632在多种细胞类型中,如上皮细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和神经细胞,能抑制细胞周期从G
期向S期过渡。
  在黏附性实验中,Y 27632可明显抑制LPA诱导的OTFs细胞之间的黏附性,并且随着Y 27632浓度的增高,OTFs细胞黏附抑制率增强。同样以LPA组为对照,Y 27632+LPA6、30、150、750μmol/L4组OTFs细胞黏附抑制率分别为123.0746%、136.5898%、169.0441%、187.6236%。Y 27632浓度与OTFs细胞黏附抑制率表现出线性正相关关系。4组OTFs细胞黏附抑制实验中D(490)与LPA组比较,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。然而有实验表明Y 27632可增加OTFs和小梁网细胞细胞对细胞外基质的黏附性[10]。众所周知,细胞骨架蛋白与整合素相互作用,调节细胞形状和细胞对细胞外基质的黏附性。因此,这种细胞之间的黏附性的下降和细胞对细胞外基质的黏附性的增加,可能与细胞形状的改变和细胞周边的点状黏附的再分布有关。上述实验提示Y 27632由于有效抑制LPA诱导的OTFs增殖和OTFs细胞间的黏附而可能成为一种强效抗瘢痕药物。
  本实验Y 27632作为一种选择性ROCK抑制剂,有效抑制LPA诱导的OTFs增殖和OTFs细胞间的黏附,同时诱导OTFs细胞的早期凋亡,使其活力下降,并且明显抑制未经LPA诱导的OTFs克隆增殖,并且没有明显细胞毒性。本研究从OTFs瘢痕化的角度出发,探讨了Y 2763
2对OTFs细胞增殖、黏附和凋亡的影响,同时为阐明Rho/ROCK信号转导在OTFs瘢痕化中的作用和发展一种新型抗瘢痕药物提供思路。
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(收稿:2012 08 20;修回:2012 10 14)
(编辑 张 维)
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