董曉巧 杜 權(quán) 俞文華 張祖勇 朱 強(qiáng) 車志豪 陳 鋒 王 昊 陳 軍杭州市第一人民醫(yī)院 杭州 310006
氧化苦參堿是從豆科植物苦參、苦豆子等中分離出來(lái)的生物堿,屬于四環(huán)的喹嗪啶類,具有抗炎作用[1-3]。但有關(guān)氧化苦參堿對(duì)體外培養(yǎng)小膠質(zhì)細(xì)胞炎性因子分泌的影響研究少見(jiàn)報(bào)道。本研究觀察氧化苦參堿對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞白介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)分泌的影響,從細(xì)胞水平探討氧化苦參堿的抗炎作用。
1.1 材 料 BV-2細(xì)胞購(gòu)自中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院協(xié)和醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)細(xì)胞中心,氧化苦參堿購(gòu)自陜西慧科植物開(kāi)發(fā)有限公司,脂多糖購(gòu)于美國(guó)sigma公司,IL-1β、TNF-α 和 IL-6 ELISA 試劑盒購(gòu)自美國(guó)R&D systems公司。
1.2 分 組 設(shè)對(duì)照組、藥物組、脂多糖組及氧化苦參堿小、中、大劑量組,按 30 min、1 h、3 h 和 6 h 四個(gè)時(shí)間點(diǎn)分設(shè)4個(gè)亞組。對(duì)照組為BV-2細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng),藥物組為BV-2細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)加氧化苦參堿培養(yǎng)(氧化苦參堿終濃度為20 μg/mL),脂多糖組為BV-2細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)加脂多糖培養(yǎng)(脂多糖終濃度為1 μg/mL),小、中、大劑量組為 BV-2 細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)加小、中、大劑量氧化苦參堿培養(yǎng)(氧化苦參堿終濃度為 1、10、20 μg/mL)30 min,再加脂多糖培養(yǎng)(脂多糖終濃度為 1 μg/mL)。
1.3 細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞接種于血清滅活的DMEM培養(yǎng)液(含10%胎牛血清,1×105IU/L青霉素,l00 g/L鏈霉素),置于37℃、5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每2~3天更換新鮮培養(yǎng)液,傳代培養(yǎng)。將BV-2細(xì)胞按每孔2×104個(gè)細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔體積200μL,每組設(shè)定6個(gè)重復(fù)孔,鏡下觀察,待細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,棄去孔內(nèi)陳舊培養(yǎng)液,加入無(wú)血清的新鮮DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)2h使細(xì)胞周期同步化。按分組要求加入相應(yīng)DMEM培養(yǎng)液,依次培養(yǎng)30 min、1 h、3 h 和 6 h。
1.4 指標(biāo)檢測(cè) 在對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn),吸取各組每孔上清液,以12 000 r/min離心5 min,提取細(xì)胞上清液,于-70℃內(nèi)保存?zhèn)溆?。根?jù)ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定上清液中IL-1β、TNF-α和IL-6蛋白的濃度。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 11.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)用(±s)表示,多組比較采用方差分析,兩組間比較采用LSD法。
2.1 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β 分泌的影響 在30 min、1 h、3 h和6 h四個(gè)時(shí)間點(diǎn),對(duì)照組細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-1β濃度與藥物組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),脂多糖組IL-1β濃度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),氧化苦參堿小劑量組白介素-1β濃度與脂多糖組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),氧化苦參堿中劑量組IL-1β濃度顯著低于脂多糖組(P<0.05),氧化苦參堿大劑量組白介素-1β濃度顯著低于氧化苦參堿中劑量組(P<0.05),見(jiàn)表1。
表1 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β分泌的影響(±s) pg/mL
表1 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β分泌的影響(±s) pg/mL
注:與對(duì)照組比較,*P<0.05;與脂多糖組比較,▲P<0.05;與中劑量組比較,△P<0.05
組 別對(duì)照組藥物組脂多糖組小劑量組中劑量組大劑量組n/孔666666 30min 28.0±4.2 26.3±3.9 142.7±6.7*138.3±5.6 98.0±4.9▲70.2±4.0△1 h 29.0±4.9 27.3±5.6 414.3±8.8*407.2±10.3 306.3±8.4▲274.2±7.3△3 h 27.3±4.7 26.0±3.4 508.3±11.5*499.3±8.5 348.2±6.7▲297.2±5.8△6 h 27.1±4.9 26.7±4.4 266.3±9.9*265.0±7.2 205.7±8.2▲176.3±7.3△
2.2 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞TNF-α分泌的影響 在30 min、1h、3h和6h四個(gè)時(shí)間點(diǎn),對(duì)照組細(xì)胞培養(yǎng)上清液中TNF-α濃度與藥物組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),脂多糖組TNF-α濃度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),氧化苦參堿小劑量組TNF-α濃度與脂多糖組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),氧化苦參堿中劑量組TNF-α濃度顯著低于脂多糖組(P<0.05),氧化苦參堿大劑量組TNF-α濃度顯著低于氧化苦參堿中劑量組(P<0.05),見(jiàn)表2。
表2 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤TNF-α分泌的影響(±s) pg/mL
表2 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤TNF-α分泌的影響(±s) pg/mL
注:與對(duì)照組比較,*P<0.05;與脂多糖組比較,▲P<0.05;與中劑量組比較,△P<0.05
6 h 244.7±22.4 254.3±21.2 1752.3±110.3*1697.3±117.6 1354.6±122.7▲862.1±95.4△組 別對(duì)照組藥物組脂多糖組小劑量組中劑量組大劑量組n/孔666666 30 min 257.3±22.5 242.3±19.1 1424.0±67.8*1395.7±51.2 981.3±68.5▲665.7±58.6△1 h 260.7±21.8 248.7±24.6 2139.0±89.4*2167.7±68.9 1770.0±99.1▲1113.2±90.7△3 h 250.0±21.8 259.8±19.4 2785.2±151.5*2724.0±129.7 1965.3±136.3▲1482.7±124.5△
2.3 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞IL-6分泌的影響 在30 min、1 h、3 h和6 h四個(gè)時(shí)間點(diǎn),對(duì)照組細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-6濃度與藥物組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),脂多糖組IL-6濃度顯著高于對(duì)照組(P<0.05),氧化苦參堿小劑量組IL-6濃度與脂多糖組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),氧化苦參堿中劑量組IL-6濃度顯著低于脂多糖組(P<0.05),氧化苦參堿大劑量組IL-6濃度顯著低于氧化苦參堿中劑量組(P<0.05),見(jiàn)表3。
表3 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞白介素-6分泌的影響(±s)pg/mL
表3 氧化苦參堿預(yù)處理對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞白介素-6分泌的影響(±s)pg/mL
注:與對(duì)照組比較,*P<0.05;與脂多糖組比較,▲P<0.05;與中劑量組比較,△P<0.05
6 h 376.2±70.6 370.6±61.7 4632.2±200.7*4445.5±266.6 2755.5±288.5▲2070.3±182.8△組 別對(duì)照組藥物組脂多糖組小劑量組中劑量組大劑量組n/孔666666 30 min 383.8±52.2 365.5±56.2 2110.5±99.1*2062.2±73.2 1425.7±72.2▲1092.2±83.9△1 h 406.5±50.8 380.5±56.2 6185.5±130.5*6142.2±164.1 4125.5±149.3▲2795.5±134.5△3 h 381.2±50.1 360.5±48.4 7928.8±192.9*7815.7±132.9 5253.8±146.4▲3363.8±168.9△
小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有保護(hù)和損害的雙重作用,活化的小膠質(zhì)細(xì)胞一方面通過(guò)吞噬清除病原體和細(xì)胞碎片保護(hù)神經(jīng)元,另一方面通過(guò)分泌一系列炎性因子如IL-1β、TNF-α和IL-6等產(chǎn)生細(xì)胞毒效應(yīng)[4-6]。因此,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化可對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損傷起到一定的保護(hù)作用。
氧化苦參堿是從豆科植物苦參、苦豆子等中分離出來(lái)的生物堿,屬于四環(huán)的喹嗪啶類,其化學(xué)分子式是C15H24N20,為白色針形棱柱形晶體或白色結(jié)晶性粉末,無(wú)臭、味苦,具有抗肝炎病毒、抗心律失常、抗癲癇,抗肝、腎和心臟纖維化、抗腫瘤等作用[7-12]。氧化苦參堿具有重要的抗炎作用,可作用于非特異性的炎癥反應(yīng),它的抗炎作用無(wú)需依賴垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng);氧化苦參堿具有雙向調(diào)節(jié)的抗炎作用,低濃度時(shí)可刺激淋巴細(xì)胞增生,高濃度時(shí)則抑制淋巴細(xì)胞增生[13]。
氧化苦參堿也具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)抗炎作用,可降低腦組織核因子-κB水平,抑制神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng),從而減少局灶性腦缺血大鼠的腦梗死面積[14];可通過(guò)抑制12/15-脂氧合酶介導(dǎo)的絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路從而保護(hù)腦缺血大鼠的神經(jīng)功能[15]。我們既往研究發(fā)現(xiàn)氧化苦參堿可通過(guò)抑制Toll樣受體4/核因子-κB信號(hào)途徑,減少膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β、TNF-α和IL-6釋放,從而減少腦外傷大鼠神經(jīng)細(xì)胞凋亡[16]。本研究觀察氧化苦參堿對(duì)脂多糖所致小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β、TNF-α和IL-6分泌的影響,發(fā)現(xiàn)氧化苦參堿劑量依賴性地降低細(xì)胞培養(yǎng)上清液中IL-1β、TNF-α和IL-6濃度。研究結(jié)果顯示,氧化苦參堿對(duì)脂多糖所致的小膠質(zhì)細(xì)胞活化具有顯著的抑制作用,推測(cè)抗炎作用可能是氧化苦參堿神經(jīng)保護(hù)的重要機(jī)制。
[1]Zhao J,Yu S,Tong L,et al.Oxymatrine attenuates intestinal ischemia/reperfusion injury in rats[J].Surg Today,2008,38(10):931-937.
[2]Hong-Li S,Lei L,Lei S,et al.Cardioprotective effects and underlying mechanismsof oxymatrineagainstischemic myocardial injuries of rats[J].Phytother Res,2008,22(7):985-989.
[3]Xu GL,Yao L,Rao SY,et al.Attenuation of acute lung injury in mice by oxymatrine is associated with inhibition of phosphorylated p38 mitogen activated protein kinase[J].J Ethnopharmacol,2005,98(1-2):177-183.
[4]Liu W,Tang Y,F(xiàn)eng J.Cross talk between activation of microglia and astrocytes in pathological conditions in the central nervous system[J].Life Sci,2011,89(5-6):141-146.
[5]Kettenmann H,Hanisch UK,Noda M,et al.Physiology of microglia[J].Physiol Rev,2011,91(2):461-553.
[6]Parkhurst CN,Gan WB.Microglia dynamics and function in the CNS[J].Curr Opin Neurobiol,2010,20(5):595-600.
[7]Hu ST,Tang Y,Shen YF,et al.Protective effect of oxymatrine on chronic rat heart failure[J].J Physiol Sci,2001,61(5):363-372.
[8]Shen XC,Yang YP,Xiao TT,et al.Protective effect of oxymatrine on myocardial fibrosis induced by acute myocardial infarction in rats involved in TGF-β1-Smads signal pathway[J].J Asian Nat Prod Res,2011,13(3):215-224.
[9]Wang YP,Zhao W,Xue R,et al.Oxymatrine inhibits hepatitis B infection with an advantage of overcoming drugresistance[J].Antiviral Res,2011,89(3):227-231.
[10]Runtao G,Guo D,Jiangbo Y,et al.Oxymatrine,the main alkaloid component of Sophora roots,protects heart against arrhythmias in rats[J].Planta Med,2011,77(3):226-230.
[11]Cao YG,Jing S,Li L,et al.Antiarrhythmic effects and ionic mechanisms of oxymatrine from Sophora flavescens[J].Phytother Res,2010,24(12):1844-1849.
[12]Xu WS,Zhao KK,Miao XH,et al.Effect of oxymatrineon the replication cycle of hepatitis B virus in vitro[J].World J Gastroenterol,2010,16(16):2028-2037.
[13]Liu F,Liu J,Chen X,et al.Effect of oxymatrine on inflammation and its mechanism[J].Journal of Jilin University,2005,31(5):728-730.
[14]Liu Y,Zhang XJ,Yang CH,et al.Oxymatrine protects rat brains against permanent focal ischemia and downregulates NF-kappaB expression[J].Brain Res,2009,1268(2):174-180.
[15]Cui L,Zhang X,Yang R,et al.Neuroprotection and underlying mechanisms of oxymatrine in cerebral ischemia of rats[J].Neurol Res,2011,33(3):319-324.
[16]Dong XQ,YuWH,HuYY,etal.Oxymatrinereduces neuronal cell apoptosis by inhibiting Toll-like receptor 4/nuclearfactorkappa-B-dependentinflammatory responses in traumatic rat brain injury[J].Inflamm Res,2011,60(6):533-539.