陳涵斌,應(yīng)麗麗,趙靈靈,項(xiàng)一軒,林刻智,王 衛(wèi)
(1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院,2.溫州醫(yī)科大學(xué)病理教研室,3.溫州醫(yī)科大學(xué)仁濟(jì)學(xué)院,浙江溫州325015)
康艾注射液是一種運(yùn)用于臨床的抗癌輔助用藥,選用黃芪、人參和苦參素,經(jīng)過先進(jìn)的生產(chǎn)工藝制備而成的中藥注射液。黃芪屬補(bǔ)氣中藥,含有多種氨基酸、微量元素等多種有效成分。人參為歷代常用的益氣扶正藥,其化學(xué)成分和藥理實(shí)驗(yàn)表明,具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖、浸潤和轉(zhuǎn)移的作用,并能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的吞噬、殺傷活性,提高機(jī)體免疫力,促進(jìn)骨髓代謝,增加白細(xì)胞生成,與放療、化療藥物并用可防止白細(xì)胞下降。苦參素有清熱解毒、抗菌消炎、調(diào)節(jié)免疫和抗腫瘤等作用。目前國內(nèi)關(guān)于康艾注射液的研究,主要集中在緩解化療藥物的毒副作用和增強(qiáng)腫瘤患者免疫功能方面。然而康艾注射液增強(qiáng)患者的抗腫瘤免疫機(jī)制尚未明確,未見康艾注射液對巨噬細(xì)胞作用的文獻(xiàn)報(bào)道。本文以大鼠肺泡巨噬細(xì)胞(alveolar macrophages,AM)及 腹 腔 巨 噬 細(xì) 胞 (peritoneal macrophages,PM)內(nèi)乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase,SDH)為指標(biāo),研究康艾注射液對大鼠巨噬細(xì)胞酶活性影響,并觀察胸腺、脾臟形態(tài)改變,為開發(fā)中藥類新的機(jī)體免疫增強(qiáng)劑提供依據(jù)。
健康雄性SD大鼠24只(溫州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供),體重180~200 g,隨機(jī)均分成2組(n=12):對照組和實(shí)驗(yàn)組,分2籠飼養(yǎng)。給大鼠稱重,實(shí)驗(yàn)組按5 ml/kg·d腹腔注射康艾注射液(長白山制藥股份有限公司,國藥準(zhǔn)字 Z20016868),對照組注射等容積生理鹽水。兩組大鼠均用復(fù)合飼料飼養(yǎng)30 d。觀察實(shí)驗(yàn)動物一般情況,每天在規(guī)定時(shí)間內(nèi)稱量大鼠體重并觀察飲食、皮毛、活動狀況和反應(yīng)等。
分別取上述實(shí)驗(yàn)組及對照組大鼠,股動脈放血處死大鼠,無菌室內(nèi),常規(guī)消毒。原位灌洗大鼠AM和PM,每只大鼠每次從氣管內(nèi)注入4℃生理鹽水10 ml,輕輕按揉肺部3 min,抽回灌洗液重復(fù)3次。腹腔注入4℃生理鹽水20 ml,輕輕按揉腹部3 min,抽回腹腔液重復(fù)3次。同組動物所得的AM及PM灌洗液分別離心,2 000 r/min,15 min,棄上清液后用Hank’s液再次離心洗滌,棄上清液后沉淀之細(xì)胞團(tuán)用含10%小牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液分別調(diào)節(jié)AM、PM濃度至2×106cells/ml,以每瓶1 ml分裝至培養(yǎng)瓶內(nèi),置37℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)[1,2]。取上述經(jīng)37℃貼壁培養(yǎng)2 h的AM與PM,棄上清液及非貼壁細(xì)胞用37℃生理鹽水輕輕洗滌1次后每瓶內(nèi)加入1 m l三蒸水,置低溫冰箱內(nèi)-80℃、80℃反復(fù)凍融5次,每次30 min,制成破碎的巨噬細(xì)胞懸液。
BCA法測超微蛋白含量,生化試劑盒檢測法測定其LDH、GSH-Px和iNOS酶活力,操作均嚴(yán)格按照相應(yīng)試劑盒使用說明和文獻(xiàn)[3]進(jìn)行(超微蛋白含量、LDH、GSH-Px和 iNOS酶活性生化檢測試劑盒均購自南京成生物工程研究所)。酶活力單位采用國際單位(U),LDH活力單位定義為:每毫克蛋白37℃與基質(zhì)作用15 min,反應(yīng)體系中產(chǎn)生1μmol丙酮酸為1 U。GSH-Px活力單位定義為:每毫克蛋白37℃,每分鐘扣除非酶反應(yīng)的作用,使反應(yīng)體系中GSH濃度減低1μmol/l為1 U。iNOS活力單位定義為:每毫克蛋白每分鐘生成1 nmol NO為1 U。
利用ELISA競爭法測定AM與PM內(nèi)ACP、SOD和SDH酶活性,操作步驟均嚴(yán)格按照相應(yīng)試劑盒使用說明進(jìn)行(ACP、SOD和SDH的ELISA檢測試劑盒均購自上海藍(lán)基生物公司)。
股動脈放血處死大鼠,迅速分離胸腺和脾臟,將每只大鼠胸腺和脾臟縱切,取3 mm厚小塊組織放入10%中性福爾馬林固定液中固定,常規(guī)梯度乙醇脫水,二甲苯透明,浸蠟,石蠟包埋,制成厚度為4 μm切片,蘇木素-伊紅染色,中性樹膠封固,光鏡觀察胸腺和脾臟組織結(jié)構(gòu)形態(tài)變化。
對照組大鼠皮毛光滑,身體較壯,反應(yīng)靈敏,飲食、活動、體重增長正常;實(shí)驗(yàn)組動物皮毛有光澤,身體健壯,反應(yīng)非常靈敏,飲食、活動、精神狀態(tài)明顯比對照組好,體重有所增加??蛋⑸湟汉蜕睇}水注射期間,各組大鼠體重呈持續(xù)上升的趨勢,但兩組體重差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。
Tab.1 Comparison of rat body weight between the two groups after one month(g,,n=12)
Tab.1 Comparison of rat body weight between the two groups after one month(g,,n=12)
NC:Normal control;EG:Experimental group
50±0.52 Group One day Ten days Twenty days Thirty days NC 198.67±5.43 245.08±0.79 285.17±0.83 327.00±0.73 EG 199.25±2.17 246.00±1.54 285.67±1.07 327.
正常組脾臟由紅髓和白髓組成,紅髓由脾索和脾竇所構(gòu)成,白髓包括動脈周圍淋巴鞘、淋巴小結(jié)和邊緣區(qū)構(gòu)成,動脈周圍淋巴鞘由少數(shù)幾層淋巴細(xì)胞構(gòu)成(圖1A),淋巴小結(jié)致密、深染,未見生發(fā)中心(圖1B)。和正常組相比,實(shí)驗(yàn)組動脈周圍淋巴鞘增厚,淋巴細(xì)胞層次增加(圖1C),淋巴小結(jié)體積增大,中央可見生發(fā)中心擴(kuò)大(圖1D,圖1見彩圖頁Ⅰ)。
正常組胸腺由多個(gè)胸腺小葉構(gòu)成,每個(gè)胸腺小葉由皮質(zhì)和髓質(zhì)組成,皮質(zhì)由致密淋巴細(xì)胞構(gòu)成(圖2A),髓質(zhì)由疏松結(jié)締組織、散在淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞構(gòu)成(圖2B),并可見散在胸腺小體。實(shí)驗(yàn)組與對照組相比,胸腺形態(tài)上未見明顯差異(圖2C、2D,圖2見彩圖頁Ⅰ)。
實(shí)驗(yàn)組大鼠AM與PM內(nèi)微蛋白含量、LDH、iNOS和GSH-Px酶活性明顯高于對照組,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01,表 2、表 3)。
Tab.2 Comparison of rat AM micro protein content,LDH,GSHPx and iNOSenzyme activity between the two groups(,n=12)
Tab.2 Comparison of rat AM micro protein content,LDH,GSHPx and iNOSenzyme activity between the two groups(,n=12)
NC:Normal control;EG:Experimental group;AM:Alveolar macrophages;GSH-Px:Glutathione peroxidase;iNOS:Inducible nitric oxide synthase;LDH:Lactate dehydrogenase*P<0.05,**P<0.01 vs NCgroup
Group Proteinconcentration(μg/ml)GSH-Px(U)iNOS(U/ml)LDH(U/ml )NC 109.46±6.28 42.08±2.10 0.42±0.015 22.29±0.98 EG 175.25±11.25*65.44±73.36**0.68±0.12* 37.42±1.28**
Tab.3 Comparison of rat PM micro protein content,LDH,GSHPx and iNOSenzyme activity between the two groups(,n=12)
Tab.3 Comparison of rat PM micro protein content,LDH,GSHPx and iNOSenzyme activity between the two groups(,n=12)
NC:Normal control;EG:Experimental group;PM:Peritoneal macrophages;GSH-Px:Glutathione peroxidase;iNOS:Inducible nitric oxide synthase;LDH:Lactate dehydrogenase*P<0.05,**P<0.01 vs NCgroup
Group Proteinconcentration(μg/ml)GSH-Px(U)iNOS(U/ml)LDH(U/ml )NC 80.50±12.91 34.47±1.99 0.25±0.13 10.189±1.05 EG 138.47±8.49**51.11±2.91*0.48±0.041**19.26±5.62**
實(shí)驗(yàn)組大鼠AM與PM內(nèi)SDH、SOD和ACP酶活性明顯高于對照組,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01,表 4、表 5)。
Tab.4 Comparison of rat AMACP,SODand SDH enzyme activity between the two groups(,n=12)
Tab.4 Comparison of rat AMACP,SODand SDH enzyme activity between the two groups(,n=12)
NC:Normal control;EG:Experimental group;AM:Alveolar macrophages;SDH:Succinate dehydrogenase;SOD:Superoxide dismutase;ACP:Acid phosphatase*P<0.05,**P<0.01 vs NCgroup
Group SDH(ng/ml)SOD(μg/ml)ACP(ng/ml )NC 227.99±6.35 1.02±0.05 13.64±1.03 EG 270.09±15.51**1.22±1.23* 28.32±6.82**
Tab.5 Comparison of rat PM ACP,SOD and SDH enzyme activity between the two groups(,n=12)
Tab.5 Comparison of rat PM ACP,SOD and SDH enzyme activity between the two groups(,n=12)
NC:Normal control;EG:Experimental group;PM:Peritoneal macrophages;SDH:Succinate dehydrogenase;SOD:Superoxide dismutase;ACP:Acid phosphatase*P<0.05,**P<0.01 vs NCgroup
Group SDH(ng/ml)SOD(μg/ml)ACP(ng/ml )NC 210.54±29.14 0.054±0.10 9.61±1.43 EG 248.73±8.80**0.084±0.07*17.68±0.97**
近年來中醫(yī)中藥及其提取物在保護(hù)機(jī)體臟器功能、提高機(jī)體免疫力方面的作用越來越受重視[4]。臨床實(shí)踐表明康艾注射液能抑制殺滅腫瘤細(xì)胞、減輕放化療導(dǎo)致的骨髓抑制等不良反應(yīng)、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[5]。
胸腺和脾臟分別為中樞淋巴器官和最大的周圍淋巴器官。和正常組相比,實(shí)驗(yàn)組脾臟鏡下見動脈周圍淋巴鞘增厚,淋巴細(xì)胞層次增加,淋巴小結(jié)體積增大,中央可見生發(fā)中心擴(kuò)大。動脈周圍淋巴鞘為脾臟的T細(xì)胞區(qū),淋巴小結(jié)為脾臟的B細(xì)胞區(qū),上述形態(tài)學(xué)的改變,表明脾臟T細(xì)胞和B細(xì)胞均激活,在一定程度上分別增強(qiáng)細(xì)胞免疫和體液免疫功能。而胸腺為中樞淋巴器官,在T細(xì)胞發(fā)育成熟后其形態(tài)學(xué)改變不明顯,在人類,青春期后,胸腺逐漸萎縮,故本實(shí)驗(yàn)兩組胸腺形態(tài)上差異不明顯。巨噬細(xì)胞是一種重要的抗原呈遞細(xì)胞和免疫效應(yīng)細(xì)胞,在免疫啟動、調(diào)節(jié)和效應(yīng)階段都起到重要作用,并能夠合成和分泌50多種具生物學(xué)活性的炎性產(chǎn)物,具有很強(qiáng)的吞噬作用和分泌功能[6]。但是未活化的巨噬細(xì)胞的吞噬殺傷作用有限,受到刺激的巨噬細(xì)胞進(jìn)一步分化成熟為活化巨噬細(xì)胞,使細(xì)胞體積增大、活力增強(qiáng)、吞噬功能增強(qiáng),多種酶活性顯著增強(qiáng)。因此活化是巨噬細(xì)胞有效參與免疫監(jiān)控的條件,是其實(shí)現(xiàn)多種功能的基礎(chǔ)。
ACP是體內(nèi)一種非特異性的溶酶體酶,參與肺部的防御反應(yīng),是巨噬細(xì)胞內(nèi)最有代表性的水解酶之一。正常條件下,LDH存在于膜性結(jié)構(gòu)完整的肺泡巨噬細(xì)胞的胞漿中,肺泡腔中含量非常少。當(dāng)細(xì)胞受損傷或膜通透性增加時(shí),LDH會大量逸至胞外,使細(xì)胞液外LDH活力增強(qiáng)。其功能是催化乳酸脫氫成為丙酮酸或丙酮酸還原為乳酸,即參與了能量物質(zhì)的有氧氧化與無氧酵解,尤其是巨噬細(xì)胞在吞噬過程中其能量來源主要通過糖酵解途徑,糖酵解過程中產(chǎn)生的乳酸使細(xì)胞內(nèi)pH下降有利于溶酶體酶發(fā)揮作用,故LDH活性被認(rèn)為是巨噬細(xì)胞被激活的標(biāo)志之一。所以,有研究表明:巨噬細(xì)胞內(nèi)LDH、ACP活性的升高被認(rèn)為是巨噬細(xì)胞被激活的標(biāo)志。本研究顯示,相比對照組,實(shí)驗(yàn)組大鼠AM與PM內(nèi)LDH、ACP活性均具有上調(diào)作用,提示康艾注射液對巨噬細(xì)胞有激活作用,揭示了康艾注射液通過激活巨噬細(xì)胞以增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。
SOD和GSH-Px是組織的兩種重要的抗氧化防御物質(zhì)。SOD是機(jī)體重要的抗氧化酶類,可清除自由基,減輕氧化損傷,被稱為生物體抗氧化系統(tǒng)的第一道防線[7-9],SOD的高低可以間接反映機(jī)體清除氧自由基的能力。GSH-Px是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的催化過氧化脂質(zhì)還原的酶[10],特異地催化GSH對過氧化氫的還原反應(yīng),還可清除活性氧及氧化硝酸鹽等成分,可以起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用。張學(xué)會等[11]研究發(fā)現(xiàn),人參皂甙、黃芪多糖等多種成分有促進(jìn)腦組織中SOD和GSH-Px抗氧化酶活性的作用,加速腦組織中自由基的清除。本研究顯示,相比對照組,實(shí)驗(yàn)組AM與PM內(nèi)抗氧化酶GSH-Px活性和SOD活性升高,提示實(shí)驗(yàn)組巨噬細(xì)胞抗脂質(zhì)過氧化作用增強(qiáng),即康艾注射液提高了機(jī)體的抗氧化水平,減少了脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物對巨噬細(xì)胞胞膜的損傷,從而在一定程度上起到了保護(hù)細(xì)胞膜和提高機(jī)體免疫力的作用。證實(shí)了康艾注射液具有清除自由基、抗氧化損傷、保護(hù)生物膜等多種生物學(xué)活性。
NOS可分為結(jié)構(gòu)型(cNOS)和誘導(dǎo)型(iNOS)。i-NOS是體內(nèi)合成NO的主要限速酶,主要存在于巨噬細(xì)胞,它的活性變化直接影響NO的生成量和生物效應(yīng),其活性不受Ca2+濃度的影響[10]。本研究顯示,相比對照組,實(shí)驗(yàn)組大鼠AM與PM內(nèi)iNOS活性升高,說明康艾注射液可改善巨噬細(xì)胞功能,在防治感染和提高機(jī)體免疫力中具有重要意義。
SDH是線粒體有氧呼吸反應(yīng)的關(guān)鍵酶,參與三羧酸循環(huán),為細(xì)胞的生存和活動提供能量,一般其活性高低可作為評價(jià)三羧酸循環(huán)運(yùn)行程度的指標(biāo)。一些病理情況下,線粒體損傷的加劇,最終會導(dǎo)致SDH活性下降[12]。SDH活性升高時(shí),細(xì)胞物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、能量代謝功能增強(qiáng),提高細(xì)胞正常生理功能活動。本研究顯示,相比對照組,實(shí)驗(yàn)組大鼠AM與PM內(nèi)SDH活性均升高,說明康艾注射液可為細(xì)胞的生存和活動提供能量,提高細(xì)胞正常生理功能活動。
康艾注射液可能是通過對巨噬細(xì)胞的激活,并由激活的巨噬細(xì)胞介導(dǎo)提高患者的免疫功能,而達(dá)到抗腫瘤的作用機(jī)制,這為康艾注射液作為用于癌癥輔助用藥奠定了理論基礎(chǔ)。
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