食品界

川芎嗪、芍药苷合用通过miR-126/VEGF/VEGFR2信号通路抑制动脉粥样硬化血管新生

Introduction

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）斑块破裂及随后的急性心血管事件是心血管疾病死亡的主要原因，而斑块内血管新生与斑块破裂密切相关。川芎嗪（tetramethylpyrazine，TMP）具有调节血管新生、内皮保护、抑制血管平滑肌细胞增殖和迁移等多种生理功能，具有抗AS作用。芍药苷（paeoniflorin，PF）具有抗炎、抗血栓和心脏保护作用。前期研究表明TMP、PF合用（TMP-PF）能抑制氧化低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL）诱导的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）血管新生。miR-126是一种内皮细胞特异性微小RNA，可以通过调节内皮细胞的增殖和迁移调节血管新生。血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）通过与其受体2（VEGF receptor 2，VEGFR2）结合导致下游信号激活，可以促进内皮细胞的增殖、迁移和成管，进而促进血管新生。碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）与FGF受体1（FGF receptor 1，FGFR1）相互作用，发挥促血管新生作用。本研究通过拟AS细胞模型、体外血管新生实验（细胞增殖、迁移和成管实验）和血管新生因子（VEGF、VEGFR2、bFGF和FGFR1）检测，研究TMP-PF通过靶向miR-126对AS血管新生的影响及其潜在机制。

Results and Discussion

TMP-PF通过调节miR-126抑制ox-LDL诱导的血管新生

如图1所示，与对照组比较，ox-LDL显著促进HUVECs增殖、迁移、成管；与模型组比较，TMP-PF或辛伐他汀显著抑制HUVECs增殖、迁移、成管。然而，与TMP-PF组比较，TMP-PF + miR-126抑制剂组HUVECs增殖、迁移显著增加；与模型组比较，TMP-PF + miR-126抑制剂组HUVECs成管未被抑制，提示miR-126 抑制剂可能抵消了TMP-PF对HUVECs增殖、迁移、成管的抑制作用。因此，TMP-PF可能通过调节miR-126而抑制ox-LDL诱导的血管新生。

图1 TMP-PF通过调节miR-126抑制ox-LDL诱导的HUVECs增殖、迁移、成管

TMP-PF上调ox-LDL诱导的HUVECs中miR-126表达、降低VEGF水平

如图2所示，与对照组比较，ox-LDL诱导的HUVECs中miR-126表达显著降低，细胞上清中VEGF水平显著升高；与模型组比较，TMP-PF组miR-126表达显著升高，VEGF水平显著降低。与TMP-PF组比较，TMP-PF + miR-126抑制剂组VEGF水平升高。研究提示，在ox-LDL诱导的HUVECs中，TMP-PF可能通过上调miR-126表达而降低VEGF水平。

图2 TMP-PF上调miR-126表达、降低VEGF水平

TMP-PF通过调节miR-126抑制ox-LDL诱导的HUVECs血管新生相关因子的表达

如图3所示，与对照组比较，ox-LDL诱导的HUVECs中VEGF、VEGFR2、bFGF和FGFR1蛋白表达显著升高；与模型组比较，TMP-PF显著降低VEGF、VEGFR2、bFGF和FGFR1蛋白表达，辛伐他汀显著降低了VEGFR2和bFGF蛋白表达。然而，与模型组比较，TMP-PF + miR-126 抑制剂组 VEGF、VEGFR2蛋白表达未显著降低，提示miR-126 抑制剂可能抵消了TMP-PF对VEGF、VEGFR2的抑制作用。因此，在ox-LDL诱导的HUVECs中，TMP-PF可能通过上调miR-126表达而抑制VEGF、VEGFR2蛋白表达。

图3 TMP-PF通过调节miR-126抑制ox-LDL诱导的HUVECs血管新生相关因子的表达

Conclusion

本研究表明TMP-PF可能通过调节miR-126/VEGF/VEGFR2信号通路抑制ox-LDL诱导的血管新生（图4），从而为抑制AS血管新生提供了一种新的治疗方法，有利于动脉粥样硬化性血管疾病的防治。

图4 TMP-PF通过调节miR-126/VEGF/VEGFR2信号通路抑制ox-LDL诱导的血管新生

第一作者简介

袁亚慧，女，医学硕士，主要研究方向为中药干预心血管疾病研究。

袁蓉，女，医学博士，助理研究员，主要研究方向为中西医结合防治心血管病。入选中国中医科学院优秀青年科技人才，曾获北京市优秀毕业生、北京中医药大学优秀博士学位论文、“岐黄杯”第十届全国中医药博士生优秀论文奖等。

通信作者

丛伟红，女，医学博士，研究员，博士生导师，现任中国中医科学院西苑医院心血管病实验室、国家（中医）心血管病临床医学研究中心实验室主任。从事中西医结合基础、临床研究及新药研发20余年，主要研究方向为中西医结合防治心脑血管病和阿尔茨海默病，曾获全国大型公益评选“荣耀医者”青年创新奖，入选全国中医药传承与创新“百千万”人才。

高蕊，女，医学博士，主任医师，博士生导师，国家中医局中药临床药理重点学科学科带头人，国家药监局中药临床研究与评价重点实验室主任，中国中医科学院临床药理研究所副所长，全国中医临床优秀人才、中国中医科学院中青年名中医。

Tetramethylpyrazine and paeoniflorin combination (TMP-PF) inhibits angiogenesis in atherosclerosis via miR-126/VEGF/VEGFR2 signaling pathway

Yahui Yuana,b,1, Rong Yuana,b,1, Qiqi Xina,b, Yu Miaoa,b, Ying Chenc, Rui Gaod,e,*, Weihong Conga,b,*

^a Laboratory of Cardiovascular Diseases, Xiyuan Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China

^b National Clinical Research Center for Chinese Medicine Cardiology, Xiyuan Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China

^c School of Health Economics and Management, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China

^d Institution of Clinical Pharmacology, Xiyuan Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China

e Key Laboratory for Clinical Research and Evaluation of Traditional Chinese Medicine, National Medical Products Administration, Beijing 100091, China

¹These authors contributed equally and listed as co-first authors.

*Corresponding authors.

Abstract

Angiogenesis in atherosclerosis (AS) promotes plaque destabilization. miR-126 has a significant role in angiogenesis. Tetramethylpyrazine (TMP) and paeoniflorin (PF) have anti-atherosclerotic effects. However, the miR-126-related mechanisms of TMP and PF combination (TMP-PF) on angiogenesis in AS have not been understood. To explore the mechanism of TMP-PF on angiogenesis in AS targeting miR-126. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were assigned into the control, model, TMP-PF, TMP-PF + miR-126 inhibitor, and simvastatin groups. HUVECs were transfected with miR-126 inhibitor or negative control, incubated with oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL) to establish AS model, and then treated with TMP-PF or simvastatin. Cell proliferation, migration, and tube formation assays are conducted, and the expression of angiogenesis-related factors were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and Western blotting. The expression level of miR-126 was confirmed by polymerase chain reaction (PCR).

ox-LDL promoted HUVECs proliferation, migration, and tube formation, downregulated miR-126 expression, and increased the expression of VEGF, VEGFR2, bFGF, and FGFR1. TMP-PF inhibited proliferation, migration, and tube formation, upregulated miR-126 expression and decreased the expression of VEGF, VEGFR2, bFGF, and FGFR1 in ox-LDL-induced HUVECs. However, the effects of TMP-PF on angiogenesis and the expression of miR-126, VEGF, VEGFR2, and FGFR1 were abolished by miR-126 inhibitor. TMP-PF suppressed angiogenesis in AS by regulating miR-126/VEGF/VEGFR2 pathway, which might elucidate the underlying mechanism of TMP-PF in alleviating AS.

Reference:

YUAN Y H, YUAN R, XIN Q Q, et al. Tetramethylpyrazine and paeoniflorin combination (TMP-PF) inhibits angiogenesis in atherosclerosis via miR-126/VEGF/VEGFR2 signaling pathway[J]. Journal of Future Foods, 2024, 4(3): 280-287. DOI:10.1016/j.jfutfo.2023.07.010.