楊 政, 蔣琳蘭*
(1.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院藥劑科, 廣東 廣州 510010; 2.華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 廣州510006)
茶多酚和銀杏葉提取物聯(lián)用體外抑制 ox-LDL誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡
楊 政1,2, 蔣琳蘭1,2*
(1.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院藥劑科, 廣東 廣州 510010; 2.華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 廣州510006)
目的 探討茶多酚和銀杏葉提取物聯(lián)用對(duì)氧化型低密度脂蛋白 (ox-LDL) 誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞 (HUVEC)凋亡的體外抑制作用, 比較單個(gè)成分與兩者聯(lián)用組成復(fù)方的抑制效果。 方法 CCK-8 法檢測(cè)藥物對(duì) HUVEC的細(xì)胞毒性,選擇藥物作用質(zhì)量濃度;分別給予不同質(zhì)量濃度茶多酚和銀杏葉提取物聯(lián)用組、茶多酚組和銀杏葉提取物組處理HUVEC后, ox-LDL誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡, 吖啶橙熒光染色觀察細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化, Annexin V-FITC/PI流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)HUVEC的凋亡率。 結(jié)果 低質(zhì)量濃度 (20 μg/mL) 茶多酚與銀杏葉提取物聯(lián)合使用組的細(xì)胞毒性明顯低于單獨(dú)用藥組, 二者聯(lián)用對(duì) ox-LDL破壞細(xì)胞形態(tài)有保護(hù)作用, 抑制 ox-LDL誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。 結(jié)論 茶多酚和銀杏葉提取物聯(lián)用可抑制 ox-LDL誘導(dǎo)的 HUVEC凋亡; 茶多酚和銀杏葉提取物聯(lián)用的抑制效果好于銀杏葉提取物或茶多酚單用。
茶多酚;銀杏葉提取物;氧化型低密度脂蛋白;人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞;細(xì)胞凋亡
茶多酚 ( Tea Polyphenols, TP) 是茶 葉 中 多羥 基 酚 類化合物的總稱,是茶葉中的主要藥用活性成分,約占干茶比例的 30%, 包括兒茶素類和黃酮類等多種成分。 TP主要成分由兒茶素類物質(zhì)構(gòu)成,具有較強(qiáng)的抗氧化活性,其中以單體表 沒(méi) 食 子兒 茶 素 沒(méi) 食 子 酸 酯 ( Epigallocateehin gallate, EGCG) 抗氧化活性最強(qiáng), 應(yīng)用范圍最廣[1-2]。 銀杏葉提取物 (Ginkgo Biloba Extract, GBE) 是從銀杏葉中提取的具有藥用活性的化合物, GBE有兩大主要活性成分: 總黃酮類和萜內(nèi)酯類化合物,其中總黃酮類包括異鼠李素、山柰酚、槲皮素等二十多種成分;萜內(nèi)酯類化合物主要包括銀杏內(nèi)酯 A、 B、 C和白果內(nèi)酯[3], 他們具有的獨(dú)特植物萜烯結(jié)構(gòu), 在治療心腦血管疾病中被廣泛應(yīng)用[4]。 低密度脂蛋白 ( low density lipoprotein, LDL) 可被氧 化 修 飾 成 氧 化型低密度脂蛋白 (oxidized low density lipoprotein, ox-LDL),ox-LDL可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)相關(guān)炎癥因子, 進(jìn)一步促使泡沫細(xì)胞的形成,在動(dòng)脈粥樣硬化的形成和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[5-6]。 多項(xiàng)研 究表明, ox-LDL可以通過(guò) 誘 導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡, 進(jìn)而顯示其細(xì)胞毒性[7]。 本實(shí)驗(yàn)從凋亡角度觀察 TP和 GBE聯(lián)用對(duì) ox-LDL細(xì)胞毒性的體外抑制作用。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶多酚和銀杏葉提取物單獨(dú)作用抗凋亡的研究已見(jiàn)報(bào)道,但尚無(wú)關(guān)于茶多酚聯(lián)用銀杏葉提取物抗凋亡作用研究的報(bào)道,本研究旨在探討二者聯(lián)用體外抑制 ox-LDL誘 導(dǎo) 的 人 臍 靜 脈 內(nèi) 皮 細(xì) 胞 ( humanumbilical vein endothelial cells, HUVEC) 凋 亡, 為 心 血 管 疾 病 的 聯(lián) 合 用藥提供依據(jù)。
1.1 主要藥品及試劑 茶多酚 (純度 >95%, 表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯 >40%) 由廣東惠州綠源保健品有限公司提供; 銀杏葉提取物 (銀杏黃酮≥24%, 內(nèi)酯≥6%) 由廣東惠州綠源保健品有限公司提供; ox-LDL購(gòu)于廣州奕源生物科技有限公司; CCK-8 購(gòu)于日本同仁化學(xué)研究所;DMEM (高糖) 培養(yǎng)基、 胎牛血清、 雙抗 (青霉素及鏈霉素溶液)、 胰蛋白酶 (0.25%EDTA) 購(gòu)于美國(guó) Hyclone公司; 吖啶橙購(gòu)于 MBCHEM 公司; Annexin V-FITC/PI試劑盒購(gòu)于美國(guó) BioVision 公司。
1.2 主要儀器設(shè)備 細(xì) 胞 培 養(yǎng) 箱 ( Forma Scientific Inc),超凈工作臺(tái) (蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司); 5410 型恒溫CO2培養(yǎng)箱 (美國(guó) NAPCO公司); IX70 倒置顯微鏡 ( 日本OLYMPUS 公司); 酶標(biāo)儀 (美國(guó) BIOCELL公司); 倒置熒光顯微鏡 ( 日本 OLYMPUS 公司) ; 流式細(xì)胞儀 ( 美國(guó) Millipore公司)。
1.3 細(xì)胞系 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞株 (HUVEC), 由廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)科提供。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 細(xì)胞培養(yǎng)及細(xì)胞懸液的制備 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞株HUVEC培養(yǎng)于含 10%胎牛血清、 終濃度為 100 U/mL的青霉素和鏈霉素的 DMEM培養(yǎng)液中, 置 37 ℃、 5%CO2的培養(yǎng)箱培養(yǎng),取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。
1.4.2 細(xì)胞增殖活性檢測(cè) 選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 HUVEC細(xì)胞,接種于96 孔板, 各孔體積 100 μL, 含有 1 ×104個(gè)細(xì)胞, 分別加入不同終質(zhì)量濃度 (20、 40、 80、 160、 320 μg/mL) 的茶多酚和不同終質(zhì)量濃度 (20、 40、 80、 160、 320 μg/mL)的銀杏葉提取物培養(yǎng)24 h, 同時(shí)設(shè)定不加藥的正常對(duì)照組和無(wú)細(xì)胞培養(yǎng)基空培的空白對(duì)照組,每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔。預(yù)處理結(jié)束, 加 ox-LDL至終質(zhì)量濃度為 100 μg/mL培養(yǎng) 24 h, 到達(dá)時(shí)點(diǎn)后, 加入 CCK-8 10 μL/孔, 繼續(xù)培養(yǎng) 1 h, 于酶標(biāo)儀450 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度 A值。 細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率計(jì)算公式:細(xì)胞增殖率 = (實(shí)驗(yàn)組A值-空白對(duì)照組A值) /(正常對(duì)照組 A值 -空白對(duì)照組 A值) ×100%。
1.4.3 吖啶橙 (AO) 熒光染色 細(xì)胞以每孔 1 ×105個(gè)/mL接種于6孔板中,每孔各放入一爬片專用蓋玻片,細(xì)胞貼壁后加入藥物作用 24 h, 接著加 ox-LDL處理 24 h。 取出細(xì)胞爬片, PBS 漂洗 3 次, 以 95%乙醇固定 5min, 待乙醇微干,用 0.01%AO染液染色 5 min, PBS 臨時(shí)固封, 熒光顯微鏡下觀察并拍照。
1.4.4 細(xì)胞凋亡檢測(cè) 細(xì)胞培養(yǎng) 24 h 后, 實(shí)驗(yàn)組分別加茶多酚 (終質(zhì)量濃度為 20 μg/mL)、 銀杏葉提取物 (終質(zhì)量濃度為 20 μg/mL)、 兩藥混合 (1 ∶1, 終質(zhì)量濃度為20 μg/mL), 模型組、 正常對(duì)照組不加藥處理 24 h 后, 除正常 對(duì) 照 組 外 其 他 各 組 均 加 ox-LDL至 終 質(zhì) 量 濃 度 為100 μg/mL, 37 ℃、 5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 24 h, 胰酶消化制成單細(xì)胞懸液, 1 000 r/min 離心 5min, 棄上清, 用預(yù)冷的 PBS 漂洗細(xì)胞 2 次, 調(diào)整細(xì)胞密度為 1 ×105個(gè)/mL, 用190 μL預(yù)冷的 1 ×Binding Buffer輕輕重懸, 加 5 μLAnnexin V-FITC室溫避光反應(yīng) 10 m in, 接著加 5 μL PI室溫避光反應(yīng), 隨即上流式細(xì)胞儀檢測(cè), 激發(fā)波長(zhǎng) 488 nm測(cè)定細(xì)胞凋亡率。
2.1 CCK-8 法 檢 測(cè) 細(xì) 胞 增 殖 活 性 茶 多 酚 20、 40、 80、160、 320 μg/mL 作 用 HUVEC 時(shí), 以 正 常 對(duì) 照 組(0 μg/mL) 為準(zhǔn), 重復(fù)次數(shù) (n=6), 細(xì)胞的增殖率分別為92.08%、 89.65%、 86.84%、 84.39%和 33.25%, 其中 80、160、 320 μg/mL 3 組細(xì)胞增殖率與空白對(duì)照組差異極顯著(P<0.01) (表 1)。 同樣計(jì)量的銀杏葉提取物作用細(xì)胞時(shí),細(xì)胞的增殖率分別為 94.06%、 89.16%、 85.09%、 83.30%和 81.57%, 其中 80 μg/mL組細(xì)胞 增 殖率與正 常 對(duì) 照組(0 μg/mL) 差異顯著 (P<0.05), 160 μg/mL、 320 μg/mL組與正常對(duì)照組差異極顯著 (P<0.01) (表 1)。 兩種藥物在劑量為 20 μg/mL和 40 μg/mL時(shí), 細(xì)胞增殖率與正常對(duì)照組相比無(wú)顯著差異,且兩種劑量間也無(wú)顯著差異,小劑量20 μg/mL組的細(xì)胞增殖率高于 40 μg/mL組。 因此, 為檢測(cè)兩種藥物聯(lián)用時(shí)的保護(hù)作用,銀杏葉提取物和茶多酚都選擇小劑量 20 μg/mL用于后續(xù)實(shí)驗(yàn); 聯(lián)用組 20 μg/mL, 銀杏葉提取物和茶多酚比例1 ∶1。
2.2 吖啶橙 (AO) 熒光染色觀察凋亡細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征
熒光顯微鏡觀察結(jié)果顯示 (如圖 1), 正常對(duì)照組 (E) 細(xì)胞形態(tài)正常,增殖旺盛,鏡下可見(jiàn)呈正常生長(zhǎng)分裂狀態(tài)的細(xì)胞; ox-LDL 100 μg/m L單獨(dú)處理細(xì)胞 24 h 后 (D), 細(xì)胞密度減少,并可見(jiàn)典型的凋亡細(xì)胞形態(tài)特征:核固縮、體積縮小和表面起泡,細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)致密濃染的黃綠色熒光;茶多酚聯(lián)合銀杏葉提取物預(yù)處理細(xì)胞后(C), 細(xì)胞增殖旺盛, 細(xì)胞質(zhì)和核仁內(nèi)有大量 RNA, 被染為桔黃或桔紅色熒光, 細(xì)胞核中有大量 DNA, 表現(xiàn)為黃綠色熒光深淺不一的結(jié)構(gòu)樣特征; 茶多酚組 (A)、 銀杏葉提取物組 (B) 細(xì)胞形態(tài)良好, 但鏡下仍有細(xì)胞體積縮小,銀杏葉提取物鏡下有細(xì)胞核固縮,呈現(xiàn)凋亡晚期狀態(tài)。
表 1 HUVEC細(xì)胞增殖活性檢測(cè) (n=6,)
表 1 HUVEC細(xì)胞增殖活性檢測(cè) (n=6,)
注: 與正常對(duì)照組 (0 μg/m L) 比較,*P<0.05,**P<0.01
茶多酚/(μg·mL-1)細(xì)胞增殖率/ %銀杏葉提取物/( μg·m L-1)細(xì)胞增殖率/ % 0 100.000 0 0 100.000 0 20 92.075 9 ±6.419 1 20 94.060 1 ±11.816 4 40 89.653 1 ±9.585 1 40 89.164 0 ±7.371 0 80 86.843 0 ±4.714 4** 80 85.088 9 ±7.088 0*160 84.393 0 ±4.076 2** 160 83.301 3 ±4.584 0**320 33.249 0 ±2.592 4** 320 81.569 6 ±5.884 3**
圖1 吖啶橙法觀察細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)
2.3 Annexin V-FITC/PI雙染法檢測(cè)細(xì)胞凋亡 結(jié)果顯示(如圖2): 圖形經(jīng)十字分成四個(gè)區(qū)域, 左下角區(qū)域?yàn)檎IL(zhǎng)的活細(xì)胞;右下角區(qū)域?yàn)樵缙诘蛲龅募?xì)胞;右上角區(qū)域?yàn)榈蛲鐾砥诘募?xì)胞和壞死細(xì)胞;左上角區(qū)域?yàn)榧?xì)胞收集過(guò)程中被損傷少量細(xì)胞和細(xì)胞碎片。 不同實(shí)驗(yàn)組抑制 ox-LDL誘導(dǎo) HUVEC凋亡作用見(jiàn)表2。
圖2 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡
表 2 不同實(shí) 驗(yàn) 組 抑 制 ox-LDL誘導(dǎo) HUVEC凋亡 的 作 用(n=6,)
表 2 不同實(shí) 驗(yàn) 組 抑 制 ox-LDL誘導(dǎo) HUVEC凋亡 的 作 用(n=6,)
注: 與模型組比較,*P<0.05
組別 凋亡率/%茶多 酚 20 μg/m L組20.44 ±1.32銀杏 葉提 取物 20 μg/m L組 21.28 ±0.86茶多 酚聯(lián) 合銀杏葉提 取物 20 μg/m L組 15.30 ±1.09*模型組 22.84 ±1.18正常對(duì)照組13.93 ±0.78
內(nèi)皮功能 紊 亂 是 動(dòng) 脈 粥 樣 硬 化 ( Atherosclerosis, AS )早期表現(xiàn)的主要特征之一[8]。 ox-LDL可以損傷內(nèi)皮細(xì)胞,誘導(dǎo)細(xì)胞黏附分子和細(xì)胞因子的表達(dá),促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成, ox-LDL還能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生凋亡, 促進(jìn) AS 形成及發(fā)展[9]。 近年來(lái) ox-LDL通過(guò)作用內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)而影響 AS 的發(fā)生發(fā)展方面的研究越來(lái)越受到重視,為尋求更多的治療方法,中藥在預(yù)防治療心血管疾病中的作用越來(lái)越明顯[10]。 基于此, 本實(shí)驗(yàn)探討了銀杏葉提取物和茶多酚聯(lián)合應(yīng)用抑制 ox-LDL誘導(dǎo)的人氣靜脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡作用, 為將兩者聯(lián)合應(yīng)用于預(yù)防治療AS提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
本研究結(jié)果顯示,不同質(zhì)量濃度的銀杏葉提取物和茶多酚分別作用于HUVEC, 對(duì)細(xì)胞的增殖具有抑制作用, 兩者在低質(zhì)量濃度時(shí)對(duì)細(xì)胞的抑制作用較對(duì)照組不明顯,高質(zhì)量濃度茶多酚的抑制作用明顯,因此兩者均選擇低質(zhì)量濃度用以探究?jī)烧呗?lián)用對(duì) ox-LDL誘導(dǎo) HUVEC凋亡的抑制作用。 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)結(jié)果顯示, 模型組凋亡率為 22.84%, 正常對(duì)照組凋亡率為13.93%, 茶多酚和銀杏葉提取物都有抑制 ox-LDL誘導(dǎo) HUVEC凋亡的作用, 兩組凋亡率分別為 20.44%和21.28%, 聯(lián)合用藥是凋亡率為 15.30%, 結(jié)果表明單獨(dú)用藥作用不明顯,聯(lián)合應(yīng)用具有協(xié)同抑制細(xì)胞凋亡作用,較單用其中一種藥物時(shí)效果提高,且差異顯著。吖啶橙染色后可直接觀察到經(jīng) ox-LDL作用后細(xì)胞體積縮小, 胞質(zhì)濃縮, 核固縮和表面起泡等凋亡的形態(tài)學(xué)特征,細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)致密濃染的黃綠色熒光,為核染色質(zhì)固縮所致。加入銀杏葉提取物和茶多酚處理,細(xì)胞形態(tài)改善,但仍有核固縮和染色質(zhì)固縮現(xiàn)象,聯(lián)用組細(xì)胞形態(tài)正常,未發(fā)現(xiàn)異常的細(xì)胞形態(tài)。 以上結(jié)果表明銀杏葉提取物和茶多酚聯(lián)用能抑制 ox-LDL誘導(dǎo)的 HUVEC凋亡, 抑制效果要好于單獨(dú)用藥。 盡管兩者聯(lián)合應(yīng)用呈現(xiàn)協(xié)同增強(qiáng)效果,但在哪些環(huán)節(jié)上產(chǎn)生協(xié)同作用尚不清楚,其分子機(jī)制尚需深入研究。
[ 1 ] Mukhtar H, Ahmad N.Tea polyphenols: prevention of cancer and optimizing health [ J].Am Nutr, 2000, 71 ( 6 ) :1698-1702.
[ 2 ] Erba D, Riso P, Bordoni A, et al.Effectiveness ofmoderate green tea consumption on antioxidative status and plasma lipid profile in humans[ J] .J Nutr Biochem, 2005, 16 ( 3 ):144-149.
[3] 牟玲麗,寇俊萍,朱丹妮,等.銀杏葉的化學(xué)成分及其抗氧化活性[J].中國(guó)天然藥物, 2008, 6(1): 26-29.
[ 4 ] Clement Y.Can green tea do that? A literature review of the clinical evidence[ J] .Prevent Med, 2009, 49(2) : 83-87.
[ 5 ] Steinberg D, Parthasarathy S, Carew T E, et al.Beyond cholesterol: modifications of low-density lipoprotein that increseits atherogenecity[ J] .N Engl JMed, 1989, 320(3) : 915-924.
[ 6 ] Lee H Y, Kima SD, Baek SH, et al.Serum amyloid A stimulates macrophage foam cell formation via lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor 1 upregulation [ J] .Biochem Biophys Res Communicat, 2013, 433(1) : 18-23.
[ 7 ] Chu C Y, Lee H J, Chu C Y, et al.Protective effects of leaf extract of Zanthoxylum ailanthoides on oxidation of low-density lipoprotein and accumulation of lipid in differentiated THP-1 cells[ J] .Food Chem Toxicol, 2009, 47 (6) : 1265-1271.
[ 8 ] Jaqueline M, Elisabeth W, Mariana A H, et al.Green tea extract reverses endothelial dysfunction and reduces atherosclerosis progression in homozygous knockout low-density lipoprotein receptormice[ J] .Nutrition Research, 2012, 32(9): 684-693.
[ 9 ] Ishigaki Y, Oka Y, Katagiri H.Circulating oxidized LDL: a biomarker and a pathogenic factor[ J] .Curr Opin Lipidol,2009, 20(5): 363-369.
[10] Xu Z X, Wang Y Q, Liu G P, et al.Clinical distribution of traditional Chinesemedicine syndromes on cardiovascular diseases[ J] .World Sci Technol, 2010, 12(6) : 888-891.
R285.5
: B
: 1001-1528(2014)05-1062-04
10.3969/j.issn.1001-1528.2014.05.041
2013-06-12
廣東省重大科技專項(xiàng) (2011A0803000)
楊 政 (1989—) , 男, 碩士生, 研究方向: 藥物天然產(chǎn)物。 Tel: 13763339781; E-mail: jasonright@163.com
*通信作者: 蔣琳蘭 (1962—) , 女, 碩士, 主任藥師, 研究方向: 天然藥物及醫(yī)院制劑。 E-mail: jlinlan@163.net