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        銀杏葉提取物對缺氧狀態(tài)下牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的影響

        2012-05-30 05:25:14吳寧玲吳沂旎莊曾淵郭曉勤
        中國中醫(yī)眼科雜志 2012年3期
        關(guān)鍵詞:光密度銀杏葉內(nèi)皮細(xì)胞

        吳寧玲 吳沂旎 莊曾淵 郭曉勤

        近年來研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞是重要的內(nèi)分泌細(xì)胞,可分泌多種活性物質(zhì)參與血管舒展和緊縮調(diào)節(jié)的體液調(diào)節(jié)機(jī)制。視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞(retina vascular endothelial cells,RVECs)為血-視網(wǎng)膜屏障的內(nèi)屏障,RVECs損傷會(huì)導(dǎo)致血-視網(wǎng)膜屏障受損及血管舒展和緊縮調(diào)節(jié)的活性物質(zhì)分泌紊亂,加快許多眼部疾病(如糖尿病性視網(wǎng)膜病變、黃斑變性、高度近視等)的發(fā)展,因此研究保護(hù)RVECs是防治這類疾病的新途徑。

        銀杏葉,又名白果樹葉,為銀杏科植物銀杏樹的干燥葉。《本草綱目》記載其性味甘苦而澀,入肺、腎經(jīng)。它有定喘、止咳、止帶濁、縮小便等作用。銀杏葉提取物(extract of ginkgo biloba,EGB)是采用現(xiàn)代提取技術(shù)從銀杏葉中提取的活性物質(zhì),其有效成分主要是黃酮甙類和萜內(nèi)酯類化合物。銀杏葉提取物具有改善血液流變學(xué)狀況、抑制血小板聚集、抗氧化、清除自由基、緩解缺血缺氧及舒張血管平滑肌等有益作用。本文就EGB對缺氧狀態(tài)下RVECs增殖的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        (1)牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞(購自北京中日友好醫(yī)院臨床研究所)。(2)試劑和儀器:DMEM高糖培養(yǎng)基和胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS),美國 Gibco公司產(chǎn)品;胰酶、甲基噻唑基四唑(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)、二甲基亞楓,美國 Sigma 公司產(chǎn)品;內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(endothelial cell growth factor,ECGF),購自北京中日友好醫(yī)院臨床研究所;銀杏葉提取物標(biāo)準(zhǔn)品(中國藥品生物制品產(chǎn)檢定所產(chǎn)品,批號:110866-200803)。 ELX808 酶標(biāo)儀,美國 Bio-Tek公司產(chǎn)品;倒置顯微鏡,日本Olympus公司產(chǎn)品。

        1.2 牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)

        將購買的牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞復(fù)蘇,用含200 g/L FBS、100 mg/L ECGF、100mg/L 肝素以及 100×103U·L-1雙抗的DMEM完全培養(yǎng)基接種于20g·L-1明膠包被的培養(yǎng)瓶,置37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2孵箱培養(yǎng)。以后每4~5 d換液1次直至長成單層細(xì)胞。選第7代內(nèi)皮細(xì)胞,0.1%胰蛋白酶消化備用。

        1.3 實(shí)驗(yàn)分組

        實(shí)驗(yàn)分為5組,即(1)空白對照組:無血清、無生長因子的DMEM培養(yǎng)液;(2)缺氧組:細(xì)胞對照組+終濃度 1 mmol/ml CoCl2;(3)EGB 低濃度組:缺氧組+0.001 μg/ml銀杏葉提取物;(4)EGB 中濃度組:缺氧組+0.01 μg/ml銀杏葉提取物;(5)EGB 高濃度組:缺氧組+0.1 μg/ml銀杏葉提取物。

        1.4 MTT比色實(shí)驗(yàn)檢測RVECs增殖情況

        將血管內(nèi)皮細(xì)胞以3×104個(gè)/ml濃度接種于96孔培養(yǎng)板中,每孔200 μl,每組設(shè)5個(gè)復(fù)孔,用含20%胎牛血清及100 μg/ml生長因子的培養(yǎng)基在37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分組將CoCl2和含不同濃度EGB的培養(yǎng)基分別與RVECs繼續(xù)培養(yǎng)24 h及 48 h后,96孔板每孔加入20 μl MTT(5 mg/ml),繼續(xù)孵育 4 h,終止培養(yǎng),小心吸棄孔內(nèi)上清培養(yǎng)液,每孔再加入150 μl DMSO,打勻振蕩5 min,使結(jié)晶物充分溶解。選擇492 nm波長,在酶標(biāo)儀上測定各孔光密度值。

        1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        采用統(tǒng)計(jì)軟件包SPSS for Windows(17.0版)統(tǒng)計(jì)軟件對計(jì)量資料進(jìn)行方差分析,用Least-significant-difference(LSD)法進(jìn)行兩兩比較。

        2 結(jié)果

        2.1 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察

        倒置顯微鏡下觀察血管內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài),內(nèi)皮細(xì)胞復(fù)蘇后培養(yǎng)24 h,可見約30%~40%RVECs已貼壁,呈三角形或短梭形,排列不規(guī)則,核淡,胞膜明顯(圖 1),3~4 d后成片融合,細(xì)胞緊密排列,互不重疊,呈典型的鋪路卵石樣結(jié)構(gòu)。傳代細(xì)胞約4~5 d能鋪滿培養(yǎng)瓶底。缺氧組的細(xì)胞貼壁率明顯減少,呈凋亡細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變(圖2)。EGB組細(xì)胞貼壁率增加,凋亡細(xì)胞減少(圖3)。

        2.2 不同濃度銀杏葉提取物對缺氧狀態(tài)下RVECs增殖的影響

        EGB低、中、高濃度組各時(shí)間點(diǎn)的光密度值均高于缺氧組(P<0.05)。分組培養(yǎng)24 h,EGB高濃度組(0.1 μg/ml)的增殖活性最高;培養(yǎng) 48 h,EGB 中濃度組(0.01 μg/ml)的增殖活性最高,EGB 高濃度組的細(xì)胞增殖減緩(表1)。

        3 討論

        MTT可以將活細(xì)胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶還原為難溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶物,使沉積在細(xì)胞中,通過使用DMSO溶解細(xì)胞中的藍(lán)紫色結(jié)晶物,并用自動(dòng)酶標(biāo)儀在492 nm波長處測定其吸光度值,即可間接反應(yīng)活細(xì)胞數(shù)量。本實(shí)驗(yàn)以體外培養(yǎng)牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞為觀察對象,以MTT法檢測RVECs在不同濃度銀杏葉提取物作用下的增殖活性。

        實(shí)驗(yàn)性缺氧方法有2種,一種是在低氧環(huán)境中培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞或組織,也稱為環(huán)境缺氧;另一種是在細(xì)胞或組織培養(yǎng)液中加入鐵的螯合劑或CoCl2,阻斷氧信號的轉(zhuǎn)導(dǎo),在細(xì)胞中模擬低氧信號轉(zhuǎn)導(dǎo),也稱為細(xì)胞缺氧。環(huán)境缺氧方法由于需要特殊的培養(yǎng)設(shè)備和低氧濃度的混合氣體,限制了其在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。Co2+是鐵螯合酶的底物,可以取代血紅蛋白卟啉環(huán)中的Fe2+,但是Co2+對氧的親和力較低,使血紅蛋白不能與氧結(jié)合,而保持還原構(gòu)象,這樣就模擬了缺氧狀態(tài)。CoCl2的作用機(jī)理與低氧一致,相當(dāng)于細(xì)胞氧感受器受到低氧刺激,本實(shí)驗(yàn)采用CoCl2成功模擬了內(nèi)皮細(xì)胞的缺氧環(huán)境〔1-2〕。

        表1 MTT法測定各組牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的活性[D(492 nm),±s]

        表1 MTT法測定各組牛視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的活性[D(492 nm),±s]

        注:與缺氧組比較,①P<0.05(方差分析,LSD 法)。 EGB:銀杏葉提取物

        不同培養(yǎng)時(shí)間的光密度值24 h 48 h空白對照組 0.225±0.01① 0.257±0.01①缺氧組 0.193±0.01 0.184±0.01 EGB 低濃度組 0.001 0.214±0.02① 0.260±0.01①EGB 中濃度組 0.01 0.224±0.01① 0.283±0.02①EGB 高濃度組 0.1 0.230±0.02① 0.248±0.01①F值 61.79 29.22 P值 0.000 0.000組別 EGB質(zhì)量濃度/(μg/ml)

        國內(nèi)外學(xué)者自20世紀(jì)60年代開始對銀杏葉的化學(xué)成分、藥理作用及臨床應(yīng)用做了大量的研究工作。研究表明,銀杏葉提取物中含有的內(nèi)酯成分能明顯地?cái)U(kuò)張血管,尤其是擴(kuò)張微循環(huán)〔3〕。一項(xiàng)對正常受試者的對比研究發(fā)現(xiàn),口服銀杏葉提取物可使眼動(dòng)脈血流量增加 24%〔4〕。Kristinsson 等[5]的研究也發(fā)現(xiàn),銀杏葉提取物可增加視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜的血液供應(yīng),并改善視功能。季梅等〔6〕研究證明銀杏黃酮具有抗氧化作用,通過保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞松弛因子的釋放而調(diào)節(jié)血管舒縮功能,擴(kuò)張血管,增加缺血區(qū)血流量,從而改善視網(wǎng)膜末梢循環(huán),以利阻塞血管再通〔7〕。因此目前銀杏葉提取物在眼科主要用于眼部缺血性疾病如視網(wǎng)膜靜脈阻塞、缺血性視神經(jīng)病變、糖尿病視網(wǎng)膜病變等。

        本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),24 h及48 h缺氧組的光密度值均低于細(xì)胞對照組,3個(gè)濃度銀杏葉提取物組光密度值均高于缺氧組(P<0.05),并且在一定濃度范圍內(nèi),隨著藥物濃度的增加而增加,說明銀杏葉提取物對缺氧狀態(tài)下視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞存在劑量-效應(yīng)關(guān)系,適宜濃度的銀杏葉提取物對缺氧狀態(tài)下的RVECs增殖呈明顯促進(jìn)作用。

        目前發(fā)現(xiàn)RVECs及神經(jīng)節(jié)細(xì)胞耗氧量大,對缺血缺氧最敏感,如在糖尿病視網(wǎng)膜病變早期,RVECs及神經(jīng)節(jié)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和分泌功能就發(fā)生改變,促使視網(wǎng)膜血管基底膜增厚、血管內(nèi)外氧交換障礙,使視網(wǎng)膜內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)增加,破壞血-視網(wǎng)膜屏障,誘導(dǎo)視網(wǎng)膜新生血管形成。有類似發(fā)病機(jī)制的眼病很多,其他如視網(wǎng)膜靜脈阻塞、黃斑變性、高度近視視網(wǎng)膜病變等。本研究提示銀杏葉提取物對RVECs有保護(hù)作用,也許在一定程度上能阻斷RVECs受損這一始動(dòng)環(huán)節(jié),從而減輕血-視網(wǎng)膜屏障的破壞,保持血管舒展和緊縮調(diào)節(jié)的活性物質(zhì)的平衡,為治療這類疾病提供一個(gè)新的途徑。至于EGB對視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)揮保護(hù)作用的具體機(jī)理,尚有待進(jìn)一步地研究。

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