唐哲明 梁國(guó)榮(廣西醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院(柳州市工人醫(yī)院)整形外科,廣西 柳州 545005)
葛根素系從豆科植物野葛或甘葛藤根中提取的一種黃酮苷。其化學(xué)名稱為:8-β-D-葡萄吡喃糖-4’,7-二羥基異黃酮。有擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈和腦血管、降低心肌耗氧量,改善微循環(huán)和抗血小板聚集的作用[1-3]。已有研究表明,葛根素有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖作用[4-9],本研究以體外培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞HUVEC為模型,研究葛根素對(duì)HUVEC細(xì)胞增殖及凋亡的影響,并測(cè)定p-ERK1/2蛋白的表達(dá),初步探討其作用機(jī)制。
葛根素(HPLC>98%)購(gòu)于上海經(jīng)科化學(xué)科技有限公司;四甲基噻唑蘭 (MTT)購(gòu)于Invitrogen公司;磷酸化ERK1/2抗體及辣根過氧化酶標(biāo)記二抗均購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。
人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞株(HUVEC-12)培養(yǎng)于含10%胎牛血清、100U·ml-1青霉素和100μg·ml-1鏈霉素的DMEM培養(yǎng)液中,置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
1.3.1 MTT法檢測(cè)細(xì)胞活性
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期HUVEC-12細(xì)胞經(jīng)胰酶消化后,以2×104·孔-1的細(xì)胞密度接種于96孔板,每孔100μl。繼續(xù)培養(yǎng)24h待細(xì)胞完全貼壁后,移去上層培養(yǎng)液,加入含不同濃度葛根素(1、5、10、20、40、80、160μM)的新鮮培養(yǎng)基。空白對(duì)照組只加入培養(yǎng)基。繼續(xù)培養(yǎng)48h后,每孔加入MTT溶液(5mg·ml-1)20μl,孵育4h,吸去上清液,每孔加 DMSO 150 μl,避光振蕩10min,在全自動(dòng)酶標(biāo)儀上于490nm波長(zhǎng)檢測(cè)各孔吸光度(OD)值。細(xì)胞增殖率=處理組OD值/對(duì)照組OD值×100%。
1.3.2 流式細(xì)胞術(shù)
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度,以每孔1×106個(gè)細(xì)胞接種到6孔板中。24h后,加入不同濃度葛根素(20、40、80 μM)及空白培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h后,胰蛋白酶消化收集各組細(xì)胞,1000rpm·min-1離心5min,加預(yù)冷的PBS洗滌2次后,Annexin V-FITC及碘化丙啶(PI,50μg·ml-1)室溫避光染色,15min后,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡??偟蛲黾?xì)胞率=早期凋亡細(xì)胞率+晚期凋亡細(xì)胞率。
1.3.3 Western Blot
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞接種于6孔板中。待細(xì)胞融合至90%,加入不同濃度葛根素(20、40、80μM)及空白培養(yǎng)基處理1h后,預(yù)冷PBS洗滌,加入蛋白裂解液置于冰上裂解30min后,4℃,12000rpm·min-1離心5min,取上清液。用BCA蛋白測(cè)定試劑盒測(cè)定蛋白濃度,加入5×SDS上樣緩沖液,95℃煮沸5min變性,行SDS-PAGE凝膠電泳后,轉(zhuǎn)移至PVDF膜,5%脫脂奶粉封閉2h。分別將膜置于p-ERK1/2及β-actin單克隆抗體,4℃孵育過夜,TBST漂洗3次后,二抗室溫孵育2h,TBST漂洗3次,ECL顯色,暗室曝光并拍照。以β-actin為內(nèi)參,用Quantity One軟件進(jìn)行條帶分析。
用SPSS13.0版進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,兩組間的顯著性差異采用單因素方差分析。
MTT結(jié)果顯示(圖1),經(jīng)葛根素作用48h后,與空白對(duì)照組比較,80μM及以下各濃度組細(xì)胞增值率>100%,且呈劑量依賴性。其中以20μM、40μM及80μM濃度時(shí),促增殖作用最為明顯,增殖率分別達(dá)118.06%、135.92%及165.45%(P<0.01)。隨葛根素濃度增加至160μM,細(xì)胞增殖受到抑制,增值率為95.1%。葛根素在較低濃度時(shí)能夠劑量依賴的促進(jìn)HUVEC細(xì)胞增殖。
圖1 不同濃度葛根素對(duì)HUVEC細(xì)胞增殖的影響
經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)凋亡率,如圖2所示,與空白對(duì)照組(14.23%)比較,經(jīng)過不同濃度葛根素(20、40、80μM)處理48h后,各組細(xì)胞凋亡率分別減少到12.94%,9.63%,6.5%(P<0.01)。
圖2 葛根素對(duì)HUVEC細(xì)胞凋亡的影響
為探討葛根素促進(jìn)HUVEC細(xì)胞增殖的分子機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)采用Western Blot方法檢測(cè)經(jīng)不同濃度葛根素處理1h后磷酸化ERK1/2蛋白表達(dá)水平的改變。與空白組相比,葛根素能劑量依賴性增加ERK1/2磷酸化水平(圖3),以40μM及80μM濃度尤為明顯(P<0.01)。
圖3 葛根素對(duì)磷酸化ERK1/2蛋白水平的影響
血管內(nèi)皮細(xì)胞是血管內(nèi)內(nèi)循環(huán)介質(zhì)與組織間隙的機(jī)械屏障,其分泌的多種細(xì)胞因子在燒傷早期炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。燒傷可造成血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、功能異?;虻蛲?,血管內(nèi)皮機(jī)械屏障被破壞,加速炎癥反應(yīng)[10-12]。因此研究藥物對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞增殖凋亡的影響,對(duì)于燒傷后組織的恢復(fù)具有重要意義。葛根素對(duì)HUVEC細(xì)胞有促進(jìn)增殖的作用,并且減少HUVEC細(xì)胞早期凋亡率。
絲裂原活化的蛋白激酶(MAPK)是一組可被多種信號(hào)激活的絲/蘇氨酸激酶。經(jīng)雙重磷酸化激活后可參與細(xì)胞的多種生物活性,如調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期等。ERK1/2信號(hào)通路是最早發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典的Ras-Raf-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,在細(xì)胞分裂、遷移及存活。主要參與各種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、絲裂原以及激素受體活化后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),參與內(nèi)皮細(xì)胞的生存、增殖[13-15]。我們的結(jié)果提示葛根素有激活磷酸化ERK1/2,呈劑量劑量依從性。因此葛根素誘導(dǎo)HUVEC細(xì)胞的增殖,抑制其早期凋亡主要是通過ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路實(shí)現(xiàn)的,考慮到葛根廣泛應(yīng)用于臨床,本研究為其提供了理論依據(jù)。
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