付海英 賈 婷 張英林 黛文丸 小保方技利 李 航 蔡 云 李敬軒 楊 巍
(吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系,長春130021)
三種赤靈芝粉對(duì)免疫抑制模型小鼠免疫功能的調(diào)節(jié)作用
付海英 賈 婷 張英林 黛文丸①小保方技利①李 航②蔡 云③李敬軒②楊 ?、?/p>
(吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系,長春130021)
目的:為了探討靈芝調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用機(jī)制,并尋找出一種能有效改善機(jī)體免疫功能的靈芝制劑,本文研究了三種赤靈芝粉對(duì)免疫抑制小鼠免疫功能的調(diào)節(jié)作用。方法:實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為5組(Ⅰ~Ⅴ組),Ⅱ~Ⅴ組采用腹腔注射環(huán)磷酰胺(CTX)70 mg·kg-1·bw-1,隔日注射,共4次,以制備動(dòng)物模型,Ⅰ組注射等體積生理鹽水。Ⅲ~Ⅴ組于注射CTX次日及末次注射CTX后11日內(nèi)分別灌胃給予赤靈芝破壁孢子粉(D1)、赤靈芝孢子粉(D2)和赤靈芝精粉(D3)(1g· kg-1·bw-1),定期監(jiān)測小鼠體重;給藥后無菌取脾臟稱重,計(jì)算脾指數(shù);采用小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞試驗(yàn)檢測巨噬細(xì)胞吞噬功能;采用NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒試驗(yàn)檢測NK細(xì)胞功能;采用淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)檢測T、B淋巴細(xì)胞功能;采用流式細(xì)胞術(shù)檢測CD4+T及CD8+T細(xì)胞比例。結(jié)果:與免疫抑制組相比,小鼠給予靈芝粉后,三組小鼠體重均升高(P<0.05);D3組脾指數(shù)降低;D1和D2組小鼠的腹腔巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)較免疫抑制組升高(P<0.05);三組小鼠NK細(xì)胞殺傷活性無明顯變化;脾臟T、B淋巴細(xì)胞增殖能力無明顯變化;D3組小鼠脾臟CD4+和CD8+T細(xì)胞比例明顯升高,特別是CD4+T細(xì)胞升高最為顯著且較正常對(duì)照高(P<0.05)。結(jié)論:三種靈芝對(duì)免疫抑制模型小鼠的免疫功能具有調(diào)節(jié)作用,尤其是赤靈芝精粉具有顯著提高CD4+T細(xì)胞數(shù)量的作用,為其臨床應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
靈芝;免疫抑制;免疫調(diào)節(jié)
①日惠有限會(huì)社,日本國群馬縣3792222
②長春日惠食用菌研究所,長春130000
③福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所,福州350013
④通訊作者,E-mail:ywei@jlu.edu.cn
靈芝(Ganoderma)是多孔菌科植物,又稱靈芝草、仙草等。靈芝種類繁多,主要分布于中國、朝鮮半島和日本,廣義上講全世界有200余種,中國有100余種,其中以紫芝和赤芝的藥用價(jià)值最高。靈芝通常以靈芝切片、靈芝粉和靈芝孢子油等形式使用,其中以靈芝粉的藥理學(xué)研究較多。靈芝粉根據(jù)不同加工技術(shù)又可分為靈芝超微粉、靈芝精粉、靈芝孢子粉及靈芝破壁孢子粉等。
研究表明靈芝制劑中含有多種生物活性成分,如多糖類、三萜類化合物、生物堿、核酸類、氨基酸以及微量元素等[1-4],使其具有保肝解毒、改善微循環(huán)、抗衰老及抗神經(jīng)衰弱的作用,亦可用于治療高血壓、糖尿病、腫瘤以及艾滋病[5-7]。
此外,靈芝還具有顯著調(diào)節(jié)免疫功能的作用。靈芝多糖可以顯著提升小鼠腹腔巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-1和TNF-α的水平以及誘導(dǎo)人外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α[8,9];靈芝水提物和靈芝多糖可以增加 NK 細(xì)胞活性[10];靈芝還能促進(jìn) IFN-γ 的產(chǎn)生[11]。
然而,由于靈芝提取部位的不同及制備工藝的差異可直接影響其藥效,加上靈芝的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制尚未十分明確。因此,本文通過三種不同的靈芝粉(包括赤靈芝破壁孢子粉、赤靈芝孢子粉及赤靈芝精粉)對(duì)免疫抑制模型小鼠的免疫功能的調(diào)節(jié)作用,比較其活性并探究作用機(jī)理,以尋找出一種有效的調(diào)節(jié)免疫功能的靈芝粉劑,為該靈芝制劑的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。
1.1 細(xì)胞及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 YAC-1細(xì)胞購自中科院上海細(xì)胞庫。ICR小鼠,4~6周齡,體重18~22 g,購于吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.2 主要試劑及儀器 三種赤靈芝粉由日本日惠有限會(huì)社提供,均為褐色粉末,純度均達(dá)到100%,其中主要有效成分為靈芝多糖;RPMI1640(Gibco公司,美國);新生牛血清(長春博德生物技術(shù)有限責(zé)任公司,中國);脂多糖(LPS)和刀豆素A(ConA,Sigma公司,美國);PE-anti-mCD4 mAb和FITC-antimCD8a mAb(eBioscience公司,美國);流式細(xì)胞儀(BD公司,美國)。
1.3 動(dòng)物模型的制備 將ICR小鼠,4~6周齡,體重為16~30 g,雌雄兼用。隨機(jī)分為五組:正常對(duì)照組(Ⅰ組:19只)、免疫抑制模型組(Ⅱ組:24只)、赤靈芝破壁孢子粉(D1)組(Ⅲ組:20只)、赤靈芝孢子粉(D2)組(Ⅳ組:22只)及赤靈芝精粉(D3)組(Ⅴ組:21只)。Ⅱ~Ⅴ組小鼠于第1、3、5、7天腹腔注射免疫抑制劑環(huán)磷酰胺(CTX)70 mg·kg-1· bw-1,Ⅰ組小鼠腹腔注射等體積無菌生理鹽水。于第2、4、6、8日及此后的11天,Ⅲ~Ⅴ組小鼠分別灌胃給予 D1、D2 和 D3(1 g·kg-1·bw-1);Ⅰ、Ⅱ組小鼠均給予同體積生理鹽水。
1.4 小鼠體重及脾指數(shù)的測定 分別于實(shí)驗(yàn)開始前一天及第 4、8、13、18、22天稱量各組小鼠體重。并于第22天處死小鼠后,分離脾臟并稱重,按照下述公式計(jì)算:脾指數(shù)=脾臟重量/體重。
1.5 小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬試驗(yàn) 于第19天給予小鼠腹腔注射3%無菌淀粉溶液1 ml,次日向小鼠腹腔注射2%雞紅細(xì)胞懸液1 ml,輕揉腹部,30分鐘后,脫頸處死,取腹腔液滴于載玻片上,37℃溫箱中孵育2小時(shí)。沖洗掉未黏附的細(xì)胞后,干燥,Giemsa-Wright’s染色。顯微鏡下計(jì)數(shù),按下述公式計(jì)算吞噬百分率及吞噬指數(shù):吞噬百分率=有吞噬作用的巨噬細(xì)胞/100×100%;吞噬指數(shù)=總共吞入的紅細(xì)胞數(shù)/100。
1.6 NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒試驗(yàn) 采用NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)檢測NK細(xì)胞活性。取小鼠脾臟,制備成無菌脾細(xì)胞懸液,調(diào)濃度為1×107個(gè)/ml,加入96孔板中,作為效應(yīng)細(xì)胞,每孔100 μl(效靶比為20∶1)/50 μl(效靶比為 10∶1),每只鼠設(shè)三復(fù)孔。將Yac-1細(xì)胞調(diào)濃度至5×105個(gè)/ml,每孔加入100 μl,作為靶細(xì)胞。37℃,5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)18小時(shí)后,加入 MTT(5 μg/ml)10 μl/孔,繼續(xù)孵育 4 小時(shí)。取出后,吸去上清,加入DMSO 100 μl/孔,酶標(biāo)儀上讀出光密度值(OD570)。結(jié)果判斷:NK活性=[1-(實(shí)驗(yàn)孔OD值-效應(yīng)細(xì)胞對(duì)照孔OD值)]/靶細(xì)胞對(duì)照孔OD值×100%。
1.7 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn) 制備無菌脾細(xì)胞懸液,計(jì)數(shù),調(diào)整細(xì)胞濃度為1×107個(gè)/ml,加入96孔板,每孔 100 μl。加入 ConA(終濃度為 5 μg/ml)用于刺激T細(xì)胞增殖或LPS(終濃度為20 μg/ml)用于刺激B細(xì)胞增殖,每個(gè)樣品設(shè)3復(fù)孔。37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)48小時(shí)后,加入 MTT(5 μg/ ml)10 μl/孔,繼續(xù)孵育4小時(shí)。取出后,吸去上清加入 DMSO 100 μl/孔,酶標(biāo)儀上讀出光密度值(OD570)。刺激指數(shù)=刺激孔OD值/對(duì)照孔OD值。
1.8 CD4+和CD8+T細(xì)胞比例測定 制備脾細(xì)胞懸液,離心,棄上清。加入適量紅細(xì)胞裂解液,離心,棄上清。加2 ml PBS洗滌一次。計(jì)數(shù),調(diào)細(xì)胞濃度為1 ×107個(gè)/ml,取 100 μl加入離心管中,避光條件下加入抗體。4℃,避光,冰浴,40分鐘。1.5 ml PBS洗滌一次,棄上清。加入300 μl 2%多聚甲醛固定,用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Student’s T test分析,結(jié)果用±s表示,P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 三種靈芝制劑對(duì)小鼠體重及脾指數(shù)的影響結(jié)果顯示(圖1),免疫抑制前(d0)各組小鼠體重?zé)o明顯差別;給予免疫抑制劑后(d8)四組小鼠與正常對(duì)照組相比體重均明顯降低(P<0.05),給藥早期(d13)三種靈芝粉對(duì)抑制小鼠體重?zé)o影響,但隨給藥時(shí)間延長,在后期(d18、d22)可恢復(fù)免疫抑制小鼠的體重(P<0.05),說明三種靈芝粉均具有改善免疫抑制小鼠體重的作用,其中以赤靈芝孢子粉(D2)作用較強(qiáng)。而三組靈芝粉組脾指數(shù)均較CTX組有所降低,其中以D3組最為顯著(P<0.05,圖2)。說明三種靈芝粉均可在不同程度改善機(jī)體脾臟功能,從而調(diào)節(jié)外周免疫應(yīng)答的能力,且赤靈芝精粉(D3)的作用最強(qiáng)。
圖1 三種靈芝粉對(duì)小鼠體重的影響Fig.1 The effect of three kinds of ganoderma powder on body weight of mice
圖2 三種靈芝粉對(duì)小鼠脾指數(shù)的影響Fig.2 The effect of three kinds of ganoderma powder on mice spleen index
2.2 三種靈芝制劑對(duì)巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響與Control組相比,CTX組及三組靈芝粉組小鼠的吞噬百分率均降低,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(圖3A);與Control組相比(圖3B),CTX組小鼠的吞噬指數(shù)明顯降低(P<0.05),而D1、D2組小鼠吞噬指數(shù)較CTX組明顯升高(P<0.05),D3組略升高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。說明三種靈芝粉可不同程度增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬能力,其中赤靈芝孢子粉的作用最為顯著。
2.3 三種靈芝制劑對(duì)NK細(xì)胞殺傷功能的影響結(jié)果顯示(圖4),CTX組及三組靈芝粉組NK細(xì)胞活性均低于正常對(duì)照組;在效靶比為10∶1時(shí),盡管三種靈芝粉組NK細(xì)胞活性較CTX組有所升高,但均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明三種靈芝粉均有提高免疫抑制模型鼠NK細(xì)胞活性的趨勢,但并不顯著。
圖3 三種靈芝粉對(duì)巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響Fig.3 The effect of three kinds of ganoderma powder on phagocytic activity of macrophage
2.4 三種靈芝制劑對(duì)T、B細(xì)胞增殖功能的影響結(jié)果顯示(圖5),與Control組相比,CTX組及 D1、D2組B細(xì)胞的刺激指數(shù)均降低(P<0.05),CTX組及D1、D2和D3組 T細(xì)胞刺激指數(shù)無明顯變化(P >0.05);與CTX 組相比,D1、D2及D3組T、B 細(xì)胞的刺激指數(shù)變化均不明顯(P>0.05),說明三種靈芝粉對(duì)T、B淋巴細(xì)胞的增殖功能均無明顯影響。2.5 三種靈芝制劑對(duì)CD4+及CD8+T細(xì)胞比例的影響 結(jié)果顯示(圖6),D3組的CD4+T細(xì)胞明顯高于 Control組及 CTX組(P<0.05);且 D3組CD8+T細(xì)胞亦較CTX組升高(P<0.05);其它組間無明顯差別。說明赤靈芝精粉具有明顯提高機(jī)體T淋巴細(xì)胞數(shù)量的作用,特別是對(duì)CD4+T細(xì)胞的影響最為顯著,進(jìn)而提示其在增強(qiáng)機(jī)體免疫功能中發(fā)揮著重要作用。
圖4 三種靈芝粉對(duì)NK細(xì)胞殺傷功能的影響Fig.4 The effect of three kinds of ganoderma powder on cytotoxicity of NK cells
圖5 三種靈芝粉對(duì)T、B細(xì)胞增殖功能的影響Fig.5 The effects of three kinds of ganoderma powder on proliferation of T and B lymphocytes
圖6 三種靈芝粉對(duì)CD4+T及CD8+T細(xì)胞比例的影響Fig.6 The effects of three kinds of ganoderma powder on the percentage of CD4+and CD8+T lymphocytes
臨床研究和現(xiàn)代藥理證明,靈芝具有多種生理活性和藥理作用[5-7]。它能夠影響天然和獲得性免疫系統(tǒng)中的多種細(xì)胞的功能,如巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和淋巴細(xì)胞[8,10,11]等。此外,研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖能夠結(jié)合到淋巴細(xì)胞表面與特異性受體或相似的蛋白結(jié)合導(dǎo)致巨噬細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、NK細(xì)胞和其它效應(yīng)細(xì)胞活性的改變。這也許能夠解釋為什么靈芝的免疫調(diào)節(jié)功能如此廣泛[12]。
關(guān)于靈芝的研究,以往多采用腫瘤模型鼠探討其抗腫瘤作用。而本研究則以免疫抑制模型鼠為對(duì)象,結(jié)果顯示赤靈芝孢子粉和破壁孢子粉可增強(qiáng)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能,而赤靈芝精粉無明顯作用。這與李怡嵐等[13]研究顯示破壁孢子粉可增強(qiáng)S180腫瘤小鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能,而靈芝精粉無明顯變化的結(jié)果一致,但其并未對(duì)孢子粉的作用進(jìn)行研究,而本研究顯示在三種靈芝粉中孢子粉的作用最為顯著,這可能是由于影響巨噬細(xì)胞作用的有效成分主要存在于靈芝孢子中,而破壁可能會(huì)使其部分活性成分降低,其具體原因還有待于進(jìn)一步研究證明。此外,本研究結(jié)果顯示三種靈芝粉對(duì)NK細(xì)胞功能影響均不明顯,相反另一報(bào)道則顯示靈芝精粉和破壁孢子粉均具有提高S180荷瘤小鼠NK細(xì)胞殺傷功能,且以破壁孢子粉作用較強(qiáng)[13]。這可能是由于不同動(dòng)物疾病模型對(duì)藥物的敏感性不同,或給藥方式和劑量的不同所致。
在本研究中,三種靈芝粉對(duì)免疫抑制模型小鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖均無明顯影響。盡管有報(bào)道顯示,靈芝孢子粉可促進(jìn)ConA誘導(dǎo)的NIH小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖,從破壁的靈芝孢子粉中分離得到多糖SP及其降解片段SP21,腹腔注射給藥后均可促進(jìn)ConA及LPS誘導(dǎo)的ICR小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖[14,15]。而另一些研究顯示,一種從靈芝破壁孢子粉中分離純化的多糖組分PGL卻能明顯抑制ConA和LPS誘導(dǎo)的小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖[16]。因此關(guān)于靈芝對(duì)脾淋巴細(xì)胞增殖的作用還存在爭議,這可能是由于不同的提取方法所獲成分不同,而不同的成分又具有不同的生物學(xué)活性。
本研究顯示,不同的靈芝粉對(duì)免疫功能具有不同的調(diào)節(jié)作用。對(duì)天然免疫功能的調(diào)節(jié)作用,如對(duì)巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響以赤靈芝孢子粉最為顯著,而對(duì)適應(yīng)性免疫功能的調(diào)節(jié)作用則是赤靈芝精粉的作用最強(qiáng),特別是對(duì)CD4+和CD8+T細(xì)胞的影響。有研究顯示腹腔注射靈芝孢子粉可明顯提高荷HAC肝癌小鼠CD3+、CD4+及CD8+T細(xì)胞的百分率[17],破壁孢子粉可增加S180荷瘤小鼠CD4+及CD8+T細(xì)胞的數(shù)量,但與靈芝精粉之間的作用比較卻未見報(bào)道。靈芝粉中另一重要活性成分為腺苷,它也是冬蟲夏草的主要活性成分,不同的靈芝提取物其腺苷含量不同,靈芝精粉的含量較高可達(dá)0.2%左右,而孢子粉及破壁孢子粉的含量僅為0.01%左右,這也可能是靈芝精粉作用較強(qiáng)的原因[18]。
傳統(tǒng)認(rèn)為CD4+T細(xì)胞主要為輔助性T細(xì)胞,分為Th1和Th2型兩種,能夠分泌產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,進(jìn)而在輔助CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答和B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用,因此是參與免疫應(yīng)答中至關(guān)重要的一類細(xì)胞,其功能的高低直接影響機(jī)體免疫功能的強(qiáng)弱,本研究發(fā)現(xiàn)赤靈芝精粉對(duì)CD4+T細(xì)胞具有顯著的調(diào)節(jié)作用,提示可能通過增加CD4+T細(xì)胞的數(shù)量,從而對(duì)適應(yīng)性免疫應(yīng)答的整體功能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,通過提高機(jī)體免疫功能,有助于機(jī)體抵抗感染、腫瘤等多種疾病的發(fā)生發(fā)展。
不同類型的靈芝制劑對(duì)免疫功能調(diào)節(jié)作用的不同,可能是由于提取工藝不同導(dǎo)致其有效成分的組成及含量不同,從而導(dǎo)致對(duì)不同免疫細(xì)胞的影響存在差異。但這還有待于進(jìn)一步研究證實(shí)??傊狙芯刻崾静粩嗤晟旗`芝制劑的加工提取工藝,針對(duì)不同疾病需要選擇其相應(yīng)的更為有效的靈芝制劑,為臨床應(yīng)用靈芝治療疾病提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
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[收稿2012-03-02 修回2012-05-14]
(編輯 倪 鵬)
The role of three kinds of ganoderma lucidum powder on regulation of immune functions of immunosuppressive mice model
FU Hai-Ying,JIA Ting,ZHANG Ying-Lin,F(xiàn)umimaru Mayuzumi,Eri Obokata,LI Hang,CAI Yun,LI Jing-Xuan,YANG Wei.Department of Immunology,Norman Bethune College of Medicine,Jilin University,Changchun 130021,China
Objective:In order to explore the mechanism of ganoderma powder on regulating immune functions,and find out a kind of ganoderma powder for improving immune functions effectively.In this study,the role of three kinds of ganoderma lucidum powder on regulation of immune functions of immunosuppressive mice model was investigated.MethodsThe mice were divided into five groups(Ⅰ-Ⅴ)randomly,mice in group Ⅱ-Ⅴ were injected intraperitoneally with cyclophosphamide(CTX)70 mg·kg-1·bw-1every other day for four times to establish the animal model.Mice in group Ⅰ were injected with normal saline equally.Group Ⅲ-Ⅴmice were treated respectively with wall-broken spores of ganoderma lucidum(D1),ganoderma lucidum spore powder(D2)and ganoderma lucidum powder(D3)(1 g·kg-1·bw-1)at the following day of CTX injection and for eleven days after the last time of CTX injection.The body weights of mice were measured at certain time.The spleens were removed sterilely and weighted to calculate the spleen index.The phagocytic ability of macrophage was detected with mouse peritoneal macrophage phagocytosis of chicken red cell test.The function of NK cells was detected with NK cells mediated cytotoxicity assay.The functions of T and B lymphocytes were analyzed with lymphocyte proliferation assay.The percentage of CD4+and CD8+T lymphocytes were analyzed with FACS.ResultsCompare to the immunosuppressive mice,the body weight of mice treated with three kinds of ganoderma lucidum powder increased(P <0.05),the spleen index in group D3 decreased,the phagocytosis index in group D1 and D2 mice were higher than immunosuppressive mice(P <0.05).There were no significant changes of NK cell activity in ganoderma-treated mice.There were no obvious changes of the proliferation ability of T and B lymphocytes between ganoderma-treated mice and CTX mice.The percentage of CD4+and CD8+T lymphocytes in spleen of group D3 mice were significantly increased than those in immunosuppressive mice,especially the the percentage of CD4+T in group D3 mice was most significantly increased and even was higher than those in normal control mice(P <0.05).ConclusionThree kinds of ganoderma lucidum could regulate the immune functions of immunosuppressive mice,especially the ganoderma lucidum powder is able to increase the number of CD4+T lymphocytes,which provide the experimental basis for its clinical application.
Ganoderma powder;Immune suppression;Immunoregulation
R392
A
1000-484X(2012)08-0712-05
10.3969/j.issn.1000-484X.2012.08.008
付海英(1977年-),女,博士,講師,主要從事免疫調(diào)節(jié)方面研究,E-mail:fuhaiying612@yahoo.com.cn。
·獸醫(yī)免疫學(xué)·