高 琴,徐麗敏
(天津市長征醫(yī)院,天津 300120)
銀屑病是一種常見的慢性炎癥性皮膚病,目前治療方法雖多,但總體效果欠佳。我科自擬“七皮飲”治療銀屑病,自1999年應用至今,臨床觀察療效顯著。本研究觀察“七皮飲”對角質形成細胞增殖及細胞周期的影響,以探討其作用機制,為其治療銀屑病提供實驗依據(jù)。
1.1 材料 細胞株:永生化人類角質細胞株HaCaT,由中國醫(yī)科大學提供。主要試劑:MTT(SIGMA 公司);碘化丙啶(PI)染料(Sigma公司);RNA酶A(Sigma公司)。主要儀器:流式細胞儀(FACSCalibur型美國BD公司)
1.2 實驗方法
1.2.1 中藥的制備 研磨單味及復方中藥為粉末狀,三蒸水冷浸泡2周后,汲出藥液,過濾,-80℃冷凍,用Ct60冷凍干燥箱冷提為粉劑,-20℃保存。待用時再用DMEM培養(yǎng)液調整濃度,過0.22μm濾膜除菌。
1.2.2 MTT法測定細胞增殖率(relative growth rate,RGR) 細胞種板,貼壁后加入不同濃度的藥物,終濃度分別為 5、10、15、20、25mg/mL,培養(yǎng) 48~72 h,進行MTT檢測,每個濃度設5個復孔,實驗重復3次。具體方法如下:分別在每孔加入5mg/mL的MTT100μL,孵育4 h,棄培養(yǎng)液,每孔加入DMSO150 μL,室溫震蕩10min,以490nm波長檢測各孔的光吸收值。細胞增殖率=實驗組A值/對照組A值×100%。
1.2.3 細胞接種 取對數(shù)生長期HaCaT細胞,用0.25%胰酶/EDTA消化制成單細胞懸液,調整細胞數(shù)成3×105個/mL接種于12孔培養(yǎng)板,每孔加細胞懸液1mL,以不加中藥組為對照。置37℃,5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng),期間隨時在倒置相差顯微鏡下觀察細胞貼壁及生長情況。待細胞生長接近融合狀態(tài)時,藥物組每孔加入中藥500μL(終濃度分別為25、12.5、6.25mg/mL),對照組培養(yǎng)孔加入500μLDMEM培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)。對照組及各濃度組各接種3個培養(yǎng)孔,培養(yǎng)時間分別為 24h、48h、72h。
1.2.4 PI染色法 分別于24、48、72 h后取出細胞培養(yǎng)板,加入0.25%胰酶/EDTA消化收集細胞懸液,800r/min離心8min,PBS洗滌2次,加入冰預冷的70%乙醇2mL破膜固定,4℃保存1~2h;800r/min離心8min,棄去固定液,PBS重懸5min;400目篩網(wǎng)過濾1次,800r/min離心8min,棄去PBS;加入1mL已配好的碘化丙啶 (PI)染液,4℃避光保存30min,30min內上機分析。
1.2.5 流式細胞儀測定 PI用氬離子激發(fā)熒光,激發(fā)光波波長為488nm,發(fā)射光波波長大于630 nm,產(chǎn)生紅色熒光,可分析前散射光和對側散射光的散點圖及PI熒光的直方圖。
應用流式細胞儀進行測量,經(jīng)488nm激光激發(fā),得出DNA示意圖,圖中第一個峰(G1)是DNA含量為2N的細胞峰,第二個峰(G2)是DNA含量為4N的細胞峰,兩峰之間是DNA含量為2N~4N的處于活躍的DNA合成期(S期)的細胞。依CellQuest軟件,每個樣本獲取10 000個細胞,用廠家提供的Multicycle軟件,對上述所測細胞的熒光強度進行分析,計算機可自動計算出G1%、S%、G2%。
1.3 統(tǒng)計學方法 使用SAS8.1統(tǒng)計分析軟件完成實驗數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)用x±s表示,采用析因設計的兩因素多水平方差分析。
2.1“七皮飲”及七味單藥對HaCaT細胞增殖密度和形態(tài)的影響 倒置顯微鏡下可見,HaCaT細胞藥物組和對照組細胞增殖密度相比較,用“七皮飲”處理48h后6.25mg/mL組細胞密度有所減少,有部分細胞懸??;12.5mg/mL組細胞生長停滯,密度減小,懸浮細胞增多;25mg/mL組可見大部分細胞已懸浮。
MTT法測定八種藥物不同濃度下的RGR,結果表明地骨皮對HaCaT細胞具有增殖作用,其它七種藥物則對HaCaT細胞具有抑制作用,其中“七皮飲”對細胞的抑制作用最強,且均存在劑量依賴關系,見表1。
表1 八種藥物不同濃度RGR(±s) %
表1 八種藥物不同濃度RGR(±s) %
注:對照組為100%。
5mg/mL 116.13±29.80 96.41±12.09 123.11±20.90 88.79±21.42 92.57±11.13 89.42±11.74 94.79±8.03 88.17±14.23 10mg/mL 116.99±31.48 72.07±15.85 108.62±15.53 55.16±27.49 75.569±10.79 69.61±15.98 92.26±8.87 53.67±23.10 15mg/mL 127.31±32.13 60.30±13.91 88.13±11.93 50.20±27.72 72.24±9.17 46.51±18.13 86.33±10.20 41.49±22.2藥物地骨皮桑白皮牡丹皮大腹皮合歡皮白鮮皮陳皮七皮飲20mg/mL 146.64±20.24 49.84±14.42 61.72±30.30 43.60±27.88 60.33±12.04 30.04±20.85 76.99±9.67 25.94±9.88 25mg/mL 146.66±20.76 43.74±22.79 48.65±29.88 43.80±26.84 27.89±9.82 20.84±14.86 75.57±13.00 13.01±15.03
2.2“七皮飲”對HaCaT細胞周期的結果
2.2.1 G0/G1期 不同濃度不同作用時間G0/G1期細胞比例,見表2。對不同濃度不同作用時間G0/G1期細胞比例(%)進行方差分析,結果顯示:不同時間組間G0/G1期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01);不同濃度組間G0/G1期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。同時時間和濃度之間存在交互作用(P=0.01)。
表2 不同濃度各時間G0/G1期細胞比例(±s) %
表2 不同濃度各時間G0/G1期細胞比例(±s) %
濃度(mg/mL)0 65.48±2.86 67.94±2.15 77.90±2.77 6.25 73.92±3.75 82.23±3.04 85.15±3.19 12.5 85.92±2.88 85.97±2.99 89.97±2.70 25 87.87±2.77 87.93±3.49 92.17±4.02時間(h)24 48 72
時間與濃度的交互作用:各濃度組隨時間推移G0/G1期細胞比例明顯增加,各時間段隨著濃度的增加G0/G1期細胞比例明顯增加。即G0/G1期細胞比例濃度和時間具有明顯的計量反應關系。
2.2.2 G2/M期 不同濃度不同作用時間G2/M期細胞比例,見表3。對不同濃度不同作用時間G2/M期細胞比例(%)進行方差分析,結果顯示:不同時間>G2/M期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01);不同濃度組間G2/M期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01);同時時間和濃度之間存在交互作用(P<0.01)。
表3 不同濃度各時間G2/M期細胞比例(±s) %
表3 不同濃度各時間G2/M期細胞比例(±s) %
濃度(mg/mL)12.5 5.06±0.19 4.09±0.22 4.06±0.17 25 4.27±0.16 5.52±0.20 4.36±0.21時間(h)24 48 72 0 4.72±0.17 3.79±0.15 4.57±0.17 6.25 4.76±0.15 3.37±0.17 4.67±0.20
時間與濃度的交互作用:25mg/mL濃度組隨時間推移G2/M期細胞比例先增加后下降,其它濃度組隨時間推移G2/M期細胞比例先下降后增加,其中25mg/mL濃度組在48hG2/M期細胞比例最高。
2.2.3 S期 不同濃度不同作用時間S期細胞比例,見表4。對不同濃度不同作用時間組S期細胞比例(%)進行方差分析,結果顯示不同作用時間組間S期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01),不同濃度組間S期細胞比例有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。同時時間和濃度之間存在交互作用(P<0.01)。
表4 不同濃度不同時間S期細胞比例(±s) %
表4 不同濃度不同時間S期細胞比例(±s) %
濃度(mg/mL)時間(h)24 48 72 0 35.83±1.30 28.99±1.16 24.59±1.32 12.5 12.26±0.46 26.33±1.42 6.06±0.25 25 6.43±0.25 23.40±0.86 3.24±0.15 6.25 27.27±0.86 27.92±1.39 7.74±0.33
時間與濃度的交互作用:對照組隨著時間的推移,S期細胞比例逐漸下降,其它各個濃度組隨著時間的推移,S期細胞比例先增加后下降。各個時間段,隨著濃度的增加S期細胞比例逐漸下降,其中24h段下降最快,48h段下降最緩。對照組24h S期細胞比例最高,25mg/mL濃度組72h S期細胞比例最低。
“七皮飲”抑制角質形成細胞增殖,主要表現(xiàn)為使角質形成細胞的細胞周期阻滯于G1期。實驗結果表明隨著藥物濃度的增加和藥物作用時間的延長,G0/G1期細胞比例明顯增加。另外,隨著藥物濃度的增加和藥物作用時間的延長,S期細胞比例明顯下降。
銀屑病主要與角質形成細胞的增殖和分化異常有關,而后者又與角質形成細胞的細胞周期的改變相聯(lián)系。
在真核細胞周期進程中存在著一些關鍵的過渡點,當其受到外界壓力時會限制細胞周期的轉變,被稱為細胞周期檢測點[1]。檢測點是作用于細胞周期轉換過程的關鍵調控通路,一般認為細胞周期中存在兩個主要限制點,即G1/S限制點和G2/M限制點。
目前普遍認為角質形成細胞的細胞周期G1/S調控點異常是角質形成細胞異常增生發(fā)生的重要機制。細胞在該檢測點對各類生長因子、分裂原以及DNA損傷等復雜的細胞內、外信號的刺激下產(chǎn)生級聯(lián)信號傳導效應,決定細胞是否進行分裂、發(fā)生凋亡或是進入G0期[2]。任何一個可以引起G1/S調控點異常的因素都可以影響細胞周期的進程。在角質形成細胞異常增生的發(fā)生發(fā)展過程中多能觀察CyclinD或 CDK4的過表達和 CKI的失活[3-6]。CDK4、p21CIP1、p27KIP1 為三種細胞周期調節(jié)因子,它們均通過作用于Gl期而調節(jié)細胞的增殖與分化[7-9]。
有研究表明,銀屑病皮損中CyclinD和p21CIP1的含量比正常皮膚增高,而p27KIP1的含量卻比正常降低[10-12]。p27KIP1在銀屑病中降低可能使其抑制CDK活性的作用減弱從而導致細胞增殖。Baran等研究銀屑病患者皮損中p53的表達后發(fā)現(xiàn),p53陽性細胞位于銀屑病患者皮損區(qū)的表皮全層,而正常皮膚和銀屑病患者無皮損區(qū)p53只在表皮基底層表達,結果表明p53可能是銀屑病形成的一個重要因素[13]。
“七皮飲”由地骨皮、桑白皮、牡丹皮、大腹皮、合歡皮、白鮮皮、陳皮等藥組成,具有清熱涼血,活血化瘀,理氣安神的功效。根據(jù)銀屑病中醫(yī)病因病機,本方君藥桑白皮、地骨皮,一氣一血,氣血兩清,清熱涼血而不傷陰,護陰液而不致戀邪;臣藥牡丹皮涼血降火,善透泄血中伏熱;合歡皮解郁安神,活血消腫;佐藥陳皮、大腹皮、白鮮皮理氣健脾,行氣寬中,而消氣滯濕阻。
本研究發(fā)現(xiàn)“七皮飲”使角質形成細胞阻滯于G1期。G1期的阻滯與細胞增殖密切相關,它是DNA修復期,使損傷的DNA在染色體分離前得到修復,不能修復者則退出增殖周期進入凋亡階段。因此“七皮飲”可通過阻斷細胞周期抑制角質形成細胞增殖,這可能是其治療銀屑病的機制。但它究竟是通過何種途徑引起細胞周期阻滯于G1期還有待于更深入的研究。
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