槲皮素通过抑制小鼠骨髓来源泡沫细胞焦亡抗动脉粥样硬化的研究

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-9133.2024.01.006

目的

本研究探讨了槲皮素对骨髓来源泡沫细胞焦亡的拮抗作用,从抗焦亡角度研究槲皮素抗动脉粥样硬化的作用和机制。

方法

（1）动物实验：槲皮素灌胃动脉粥样硬化模型小鼠进行分组,油红O染色检测槲皮素对小鼠动脉粥样硬化病变的作用；蛋白质印迹法检测动脉粥样硬化组织中焦亡相关蛋白的表达。(2）细胞实验：培养原代小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDM）,应用ox-LDL诱导泡沫细胞形成,应用细胞活力实验检测槲皮素作用于小鼠骨髓来源泡沫细胞的最佳浓度；酶联免疫吸附实验(ELISA）检测培养基中乳酸脱氢酶(LDH）量；流式细胞术检测细胞中活性氧(ROS）量；蛋白质印迹法检小鼠骨髓来源泡沫细胞中焦亡相关蛋白的表达。

结果

高浓度槲皮素干预后动脉粥样硬化模型小鼠动脉窦区油红O染色动脉粥样硬化减轻,动脉粥样硬化病变组织中焦亡相关蛋白下调,一氧化氮(NO）量下调。槲皮素作用于小鼠骨髓来源泡沫细胞后培养基中LDH量下降,蛋白质印迹显示焦亡相关蛋白下调。

结论

槲皮素可能通过抑制ROS产生下调NLRP3的表达,进而抑制泡沫细胞的焦亡,改善动脉粥样硬化。

关键词: 槲皮素, 泡沫细胞, 活性氧, 焦亡, 动脉粥样硬化

Objective

To investigate the antagonistic effect of quercetin on bone marrow-derived foam cell pyroptosis, and to study the anti-atherosclerosis effect and mechanism of quercetin from the perspective of anti-pyroptosis.

Methods

In animal experiments, quercetin gavage atherosclerosis model mice were grouped, and the effect of quercetin on atherosclerotic lesions in mice was detected by oil red O staining, and the expression of pyroptosis-related proteins in atherosclerotic tissues was also detected by Western blotting. In cell experiments, primary mouse bone marrow-derived macrophages (BMDMs) were cultured, ox-LDL was used to induce the formation of foam cells, cell viability assay to detect the optimal concentration of quercetin on mouse bone marrow-derived foam cells, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to detect the amount of lactate dehydrogenase (LDH) in the medium, flow cytometry to detect the amount of reactive oxygen species (ROS) in cells, and the expression of pyroptosis-related protein in mouse bone marrow-derived foam cells was detected by Western blotting.

Results

After high-concentration quercetin intervention, the atherosclerosis of the arterial sinus stained with oil red O was reduced, the pyroptosis-related protein and the amount of nitric oxide (NO) in atherosclerotic lesions were down-regulated. The amount of LDH in the medium decreased after quercetin was applied to mouse bone marrow-derived foam cells, and Western blotting showed that pyroptosis-related proteins were down-regulated.

Conclusion

Quercetin may down-regulate the expression of NLRP3 by inhibiting ROS production, thereby inhibiting pyroptosis of foam cells and improving atherosclerosis.

Key words: Quercetin, Foam cells, Reactive oxygen species, Pyroptosis, Atherosclerosis

图1 小鼠心脏油红O染色（光镜×40）注：Control为野生型小鼠,HFD为高脂饮食组,LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图2 动脉粥样硬化面积统计图注：与control组相比：^*P<0.05；与HFD组相比：^#P<0.05；Control为野生型小鼠,HFD为高脂饮食组,LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图3 ELISA检测ApoE^-/-小鼠血清IL-1蛋白质水平注：与control组相比：^*P<0.05;与HFD组相比：^#P<0.05；IL-1为白细胞介素-1,Control为野生型小鼠,HFD为高脂饮食组,LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图4 ELISA检测ApoE^-/-小鼠血清IL-18蛋白质水平注：与control组相比：^*P<0.05；为与HFD组相比：^#P<0.05；IL-1为白细胞介素-1,IL-18为白细胞介素-18,Control为野生型小鼠,HFD为高脂饮食组,LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图5 Western blot检测动脉粥样硬化动物模型中焦亡相关蛋白注：NLRP3为NOD样受体热蛋白结构域蛋白3,ASC为凋亡相关斑点样蛋白,GSDMD-N为Gasdermin结构域N端,Caspase-1为半胱天冬酶-1,IL-1β为白细胞介素-1β,β-actin为β-肌动蛋白

图6 Western blot检测动脉粥样硬化动物模型中焦亡相关蛋白表达注：与Control组相比：^*P<0.05；与HFD组相比：^#P<0.05；NLRP3为NOD样受体热蛋白结构域蛋白3,ASC为凋亡相关斑点样蛋白,GSDMD-N为Gasdermin结构域N端,Caspase-1为半胱天冬酶-1,IL-1β为白细胞介素-1β,Control为野生型小鼠,HFD为高脂饮食组,LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图7 CCK-8检测细胞活力，横坐标为10、20、50、80及100 μg/mL槲皮素

图8 LDH检测细胞膜不连续性注：与空白组相比：^*P<0.05；与ox-LDL组相比：^#P<0.05；LDH为乳酸脱氢酶，Control为野生型小鼠,ox-LDL为氧化低密度脂蛋白，LD为低浓度槲皮素组,MD为中浓度槲皮素组,HD为高浓度槲皮素组

图9 流式细胞术检测BMDM源泡沫细胞中的ROS表达注：P2为DCFH-DA阴性细胞数百分比，P3为DCFH-DA阳性细胞数百分比；Control为野生型小鼠，ox-LDL为氧化低密度脂蛋白，LD为低浓度槲皮素组，MD为中浓度槲皮素组，HD为高浓度槲皮素组

图10 Western blot检测泡沫细胞焦亡相关蛋白注：NLRP3为NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3,ASC为凋亡相关斑点样蛋白,GSDMD-N为Gasdermin结构域N端,Caspase-1为半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1,IL-1β为白细胞介素-1β,IL-18为白细胞介素-18,β-actin为β-肌动蛋白

图11 Western blot检测泡沫细胞焦亡相关蛋白表达注：与Control组相比：^*P<0.05；与ox-LDL组相比：^#P<0.05；NLRP3为NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3,ASC为凋亡相关斑点样蛋白,GSDMD-N为Gasdermin结构域N端,Caspase-1为半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1,IL-1β为白细胞介素-1β,IL-18为白细胞介素-18，Control为野生型小鼠,ox-LDL为氧化低密度脂蛋白，HD为高浓度槲皮素组

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