張露蓉,姚霏,江國榮
(蘇州市中醫(yī)醫(yī)院 中醫(yī)藥研究所,江蘇 蘇州 215009)
大量的免疫學(xué)研究證明,腫瘤一旦在機體內(nèi)發(fā)生發(fā)展,機體的免疫系統(tǒng)可能通過多種途徑參與抗腫瘤的免疫效應(yīng),以消除腫瘤細胞或控制腫瘤的生長。中醫(yī)藥抗腫瘤的免疫機制多與其提高機體免疫有關(guān)[1-4],如增加巨噬細胞吞噬能力、自然殺傷細胞的殺傷能力,促進淋巴因子、白細胞介素-2(IL-2)的產(chǎn)生,增加T細胞表面IL-受體(IL-2R)的表達、促進T細胞增殖,糾正T細胞亞群紊亂等。
玉屏風(fēng)散由黃芪、白術(shù)、防風(fēng)組成,具有扶正固表、標(biāo)本兼治的治療作用,是增強衛(wèi)氣的首選方劑?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為衛(wèi)氣與免疫功能緊密相關(guān),藥理學(xué)研究也證明玉屏風(fēng)散具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用[5-6],但其對腫瘤狀態(tài)下的機體免疫調(diào)節(jié)報道很少[7-8]。作者所在實驗室前期研究結(jié)果表明,玉屏風(fēng)散可抑制Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠腫瘤生長,該作用是增強機體免疫和微弱的直接誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡的綜合效應(yīng)(另文發(fā)表)。本研究在保證玉屏風(fēng)散一定抑瘤效應(yīng)的前提下,觀察與分析玉屏風(fēng)散對肝癌小鼠機體免疫的調(diào)節(jié)作用及促進抗肝癌免疫反應(yīng)的特點,為玉屏風(fēng)散在臨床抗肝癌中的合理應(yīng)用提供實驗依據(jù)。
1.1.1 實驗動物 健康SPF級近交C57BL/6純系小鼠,雄性,體重18~22 g,購自蘇州愛爾麥特科技有限公司實驗動物中心,許可證號:SCXK(蘇)2009-001。
1.1.2 實驗藥物 玉屏風(fēng)散,由黃芪、白術(shù)、防風(fēng)組成。黃芪、白術(shù)購自蘇州市春暉堂藥業(yè)有限公司,批號均為100601;防風(fēng)購自蘇州市天靈中藥飲片有限公司,批號101115-1。按黃芪∶白術(shù)∶防風(fēng)為3∶1∶1的比例,加入8倍量低溫水,浸泡0.5 h,回流提取2次,每次1 h。合并兩次濾液,濃縮,得濃度為1.0 g生藥·ml-1濃縮液,-4 ℃密封保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.3 試劑 DMEM培養(yǎng)液(GIBCO公司,批號1320158),胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司,批號100511),氟化鈉(上?;瘜W(xué)試劑供應(yīng)站,批號890425),F(xiàn)ITC的小鼠CD4抗體(eBioscience,批號E00078-133),PerCP-Cy5.5的小鼠CD8a抗體(eBios-cience,批號E08300-1630),F(xiàn)ITC的小鼠CD11b抗體(eBioscience,批號E033742),APC的小鼠CD19抗體(eBioscience,批號E030718),PE的小鼠CD80抗體(eBioscience,批號E01355-1630),順鉑(凍干型,山東齊魯制藥有限公司,批號0070171DB),香菇多糖注射液(金陵藥業(yè)股份有限公司福州梅峰制藥廠,批號101001-1),碳酸氫鉀、氯化銨、EDTA-Na2等試劑(均為國產(chǎn)分析純)。
1.1.4 主要儀器 賀利二氧化碳培養(yǎng)箱(美國科峻儀器公司),Leica DMIL倒置顯微鏡(德國萊卡儀器有限公司),Z 320 K低溫高速離心機(德國HERMLE公司),電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司),F(xiàn)ACS Calibur流式細胞儀(美國BD公司)。
1.2.1 細胞培養(yǎng) 小鼠肝癌細胞株Hepa1-6由蘇州大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院惠贈,采用含體積分?jǐn)?shù)10%胎牛血清的DMEM(pH 7.0)完全培養(yǎng)液,在37 ℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2條件下常規(guī)培養(yǎng)。
1.2.2 Hepa-6肝癌荷瘤小鼠模型的建立和分組處理 小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后用于種瘤。取對數(shù)生長期的Hepa1-6細胞,消化后用PBS稀釋成1× 107ml-1的細胞懸液,接種于小鼠右腋皮下,每只接種體積為0.2 ml。當(dāng)捫及接種小鼠皮下結(jié)節(jié)直徑約達5 mm時進行隨機分組,分為模型對照組(生理鹽水組), 陽性藥順鉑組(5 mg·kg-1)和香菇多糖組(1.25 mg·kg-1),玉屏風(fēng)散20、25、30 g生藥·kg-1組,每組5只小鼠。分組當(dāng)天開始給藥,順鉑組每3 d腹腔注射1次;其余組每日灌胃2次(間隔12 h進行)。連續(xù)給藥兩周,末次給藥12 h后稱重,放血后斷髓處死小鼠。解剖剝離瘤體、脾臟和胸腺,稱重并記錄。分別計算抑瘤率、脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)。計算公式:抑瘤率=[1-(藥物組平均瘤質(zhì)量/模型對照組平均瘤質(zhì)量)]×100%;脾臟指數(shù)=脾臟質(zhì)量(mg)/小鼠體重(g)×10;胸腺指數(shù)=胸腺質(zhì)量(mg)/小鼠體重(g)×10。
1.2.3 脾細胞懸液的制備 取稱重后的小鼠脾臟,剪碎,在毛玻片上磨細,過200目尼龍網(wǎng),收集濾液,1 000 r·min-1離心5 min,棄上清,加入10~15 ml紅細胞裂解液,混懸脾細胞,靜置10~20 min后1 000 r·min-1離心5 min,棄上清,再用PBS洗1遍細胞,最后加1 ml流式細胞緩沖液重新懸浮細胞。以上操作均在冰上進行。
1.2.4 免疫熒光標(biāo)記法測定細胞亞群 于96孔板中加入50 μl 用流式細胞緩沖液懸浮好的脾細胞(每孔1×105~1×106個細胞),加入50 μl已經(jīng)用流式細胞緩沖液稀釋好的各抗體(CD4、CD8、CD11b、CD19和CD80),混勻后4 ℃避光孵育30 min。每孔加入200 μl 流式細胞緩沖液洗滌細胞3遍,1 200 r·min-1離心5 min,棄200 μl上清。再加200 μl 流式細胞緩沖液,轉(zhuǎn)移到流式管中,流式細胞儀檢測。每個樣本收集10 000個細胞用于數(shù)據(jù)分析,采用FLOWJO軟件處理樣品數(shù)據(jù)。
與模型對照組比較,玉屏風(fēng)散組的腫瘤質(zhì)量呈現(xiàn)下降趨勢,且具有一定的劑量依賴性(玉屏風(fēng)散20、25和30 g生藥·kg-1組的抑瘤率依次為18.86%、28.81%和37.44%);其抑瘤效應(yīng)與香菇多糖組(35.19%)相近,明顯弱于順鉑組(54.19%)。見圖1,提示玉屏風(fēng)散可抑制Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠的腫瘤生長。
1.模型對照組; 2.順鉑組; 3.香菇多糖組; 4.玉屏風(fēng)散20 g生藥·kg-1組; 5.玉屏風(fēng)散25 g生藥·kg-1組; 6.玉屏風(fēng)散30 g生藥·kg-1組; a 與模型對照組比較,P<0.05
圖1玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌小鼠腫瘤生長的抑制作用
Fig1YPFsuppressedthetumorgrowthintheHepa1-6hepatoma-bearingmice
與模型對照組相比,玉屏風(fēng)散組胸腺質(zhì)量和胸腺指數(shù)均無顯著變化;脾臟質(zhì)量和脾臟指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢,玉屏風(fēng)散30 g生藥·kg-1組較模型對照組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖2,表明玉屏風(fēng)散在抑制腫瘤時對脾臟有促進作用,但對胸腺無影響。
以CD19+代表B細胞,CD19+CD80+代表活化的B細胞分析:與模型對照組相比,玉屏風(fēng)散組CD19+B細胞比例無變化,但其數(shù)量有所增加;其中玉屏風(fēng)散25、30 g生藥·kg-1組CD19+B細胞數(shù)量顯著增加(P<0.05)。見圖3。進一步研究顯示,玉屏風(fēng)散25、30 g生藥·kg-1組CD19+CD80+細胞比例顯著增加(P<0.01)。結(jié)果顯示玉屏風(fēng)散使用后可促進肝癌小鼠脾臟中B細胞的活化,提示玉屏風(fēng)散能夠促進腫瘤狀態(tài)下體液免疫細胞的活化。
A B
A.玉屏風(fēng)散對胸腺和脾臟質(zhì)量的影響; B.玉屏風(fēng)散對胸腺和脾臟指數(shù)的影響; 1.模型對照組; 2.玉屏風(fēng)散20 g生藥·kg-1組; 3.玉屏風(fēng)散25 g生藥·kg-1組; 4.玉屏風(fēng)散30 g生藥·kg-1組; a 與模型對照組比較,P<0.05
圖2玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠胸腺和脾臟的影響
Fig2EffectofYPFontheweightandcoefficientofthymusandspleenintheHepa1-6hepatoma-bearingmice
A.Effect of YPF on the weight of thymus and spleen; B.Effect of YPF on the coefficient of thymus and spleen
A B C
A.玉屏風(fēng)散對CD19+B細胞比例的影響; B.玉屏風(fēng)散對CD19+B細胞數(shù)量的影響; C.玉屏風(fēng)散對CD19+CD80+B細胞比例的影響;與模型對照組比較:aP<0.05,bP<0.01
圖3玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠脾臟B細胞的影響
Fig3EffectofYPFonthespleenBcellsintheHepa1-6hepatoma-bearingmice
A.Effect of YPF on the CD19+B cells proportion;B. Effect of YPF on the CD19+B cells number;C.Effect of YPF on the CD19+CD80+B cells proportion
以CD11b+代表活化的巨噬細胞,與模型對照組比較,玉屏風(fēng)散組脾巨噬細胞比例和數(shù)量均增加,其中玉屏風(fēng)散20、30 g生藥·kg-1組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,P<0.01,圖4)。結(jié)果顯示玉屏風(fēng)散使用后可增加肝癌小鼠的脾巨噬細胞比例和數(shù)量,且隨著劑量增大有所增加,提示玉屏風(fēng)散能促進腫瘤狀態(tài)下非特異性免疫細胞的活化。
2.5.1 玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌小鼠脾臟中T細胞的影響 與模型對照組比較,玉屏風(fēng)散組脾臟中CD4+T和CD8+T細胞比例均無變化(P>0.05);而CD4+T和CD8+T細胞數(shù)量均為增加,其中玉屏風(fēng)散25、30 g生藥·kg-1組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖5。結(jié)果表明玉屏風(fēng)散使用后,可增加肝癌小鼠脾臟中的T細胞數(shù)量。
2.5.2 玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌小鼠腫瘤中T細胞的影響 與模型對照組比較,玉屏風(fēng)散組腫瘤組織中
A B
A.玉屏風(fēng)散對巨噬細胞比例的影響; B.玉屏風(fēng)散對巨噬細胞數(shù)量的影響; 與模型對照組比較:aP<0.05,bP<0.01
圖4玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠脾臟中巨噬細胞的影響
Fig4EffectofYPFonthespleenmacrophagecellsintheHepa1-6hepatoma-bearingmice
A.Effect of YPF on the macrophage cells proportion; B.Effect of YPF on the macrophage cells number
A B
A.玉屏風(fēng)散對CD4+和CD8+T細胞比例的影響; B.玉屏風(fēng)散對CD4+和CD8+T細胞數(shù)量的影響; 1.模型對照組; 2.玉屏風(fēng)散20 g生藥·kg-1組; 3.玉屏風(fēng)散25 g生藥·kg-1組; 4.玉屏風(fēng)散30 g生藥·kg-1組; a與模型對照組比較,P<0.05
圖5玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠脾臟中CD4+T和CD8+T細胞的影響
Fig5EffectofYPFonthespleenCD4+TandCD8+TcellsintheHepa1-6hepatoma-bearingmice
A.Effect of YPF on the CD4+and CD8+T cells proportion; B.Effect of YPF on the CD4+and CD8+T cells number
CD4+T和CD8+T細胞比例均顯著增加(P<0.05,P<0.01,圖6),表明使用玉屏風(fēng)散可使腫瘤組織中T細胞比例增加,提示玉屏風(fēng)散可能促進大量T細胞募集至腫瘤組織。
在整體抑瘤實驗中,玉屏風(fēng)散20、25、30 g生藥·kg-13個劑量組均表現(xiàn)出一定的抑瘤作用,抑瘤率依次為18.86%、28.81%和37.44%,低于化療藥順鉑組的54.19%,與免疫增強劑香菇多糖組(35.19%)相近。而前期實驗結(jié)果顯示,玉屏風(fēng)散25 g生藥·kg-1對Hepa1-6荷瘤裸鼠的腫瘤無抑制作用,30 g生藥·kg-1則呈現(xiàn)微弱的抑制作用(抑制率為9.55%)。裸鼠由于無胸腺,為免疫缺陷的小鼠。腫瘤移植于裸鼠,能保持其生物學(xué)特性,用于研究藥物直接殺傷腫瘤細胞的效應(yīng)。而C57小鼠為免疫健全小鼠,其體現(xiàn)的藥物抗腫瘤效應(yīng)為直接殺傷和免疫增強的綜合作用。因此,玉屏風(fēng)散對裸鼠和C57小鼠抗肝癌效應(yīng)的差異,可推測玉屏風(fēng)散的抗肝癌作用主要是通過增強機體免疫功能而發(fā)揮的抑瘤效應(yīng)。因此,本研究針對玉屏風(fēng)散調(diào)節(jié)肝癌小鼠機體抗腫瘤免疫反應(yīng)展開研究。
一些免疫抑制劑可使胸腺、脾臟等免疫器官萎縮;而免疫增強劑可使它們增重。因此,免疫器官質(zhì)量的變化可作為觀察藥物對免疫影響的指標(biāo)之一[9]。本研究選用中樞免疫器官胸腺和外周免疫器官脾臟,觀察肝癌小鼠給予玉屏風(fēng)散后對它們質(zhì)量及臟器指數(shù)的影響。結(jié)果顯示玉屏風(fēng)散對胸腺質(zhì)量和胸腺指數(shù)均無影響。胸腺是T細胞分化發(fā)育的場所,發(fā)育成熟的T細胞再經(jīng)血液遷移到脾、淋巴結(jié)等。本研究同時觀察到玉屏風(fēng)散可增加肝癌小鼠脾臟中的T細胞數(shù)量和腫瘤組織中的T細胞比例,推測玉屏風(fēng)散在促進胸腺T細胞成熟的同時,可促進成熟T細胞向脾臟、腫瘤等遷移,表現(xiàn)出對肝癌小鼠胸腺無影響的現(xiàn)象。本研究還觀察到玉屏風(fēng)散可以增高脾臟質(zhì)量和脾臟指數(shù),但脾臟質(zhì)量和指數(shù)還不能完全反映免疫系統(tǒng)的活化程度,因此后續(xù)的流式細胞術(shù)檢測免疫細胞亞群的活化更能夠反映免疫系統(tǒng)的活化程度。
1.模型對照組; 2.玉屏風(fēng)散20 g生藥·kg-1組; 3.玉屏風(fēng)散25 g生藥·kg-1組; 4.玉屏風(fēng)散30 g生藥·kg-1組; 與模型對照組比較:aP<0.05,bP<0.01
圖6玉屏風(fēng)散對Hepa1-6肝癌荷瘤小鼠腫瘤中CD4+T和CD8+T細胞比例的影響
Fig6EffectofYPFontheproportionofCD4+TandCD8+TcellsintheneoplastictissuesoftheHepa1-6hepatoma-bearingmice
CD19是B細胞表面的糖基化Ⅰ型跨膜蛋白,在骨髓B祖細胞即開始表達,持續(xù)整個B細胞成熟期,是最早發(fā)現(xiàn)的B細胞系表面標(biāo)志;而CD80在靜息B細胞不表達或低表達,在活化B細胞表達增強。CD11b是CD11c-β2整合素黏附分子,活化的巨噬細胞表面表達CD11b。因此,本研究選用CD19+CD80+和CD11b+分別作為B細胞和巨噬細胞的活化評價指標(biāo)。研究結(jié)果顯示:使用玉屏風(fēng)散,可顯著增加脾臟中CD19+細胞數(shù)量和CD19+CD80+細胞比例,以及活化的巨噬細胞比例和數(shù)量(P<0.05,P<0.01),提示玉屏風(fēng)散具有促進腫瘤狀態(tài)下B細胞和巨噬細胞的活化從而抑制腫瘤生長的效應(yīng)。
目前認(rèn)為機體抗腫瘤的免疫機制主要是細胞免疫,體液免疫通常僅在某些情況下起協(xié)同作用;而且發(fā)揮細胞免疫效應(yīng)的免疫細胞主要包括T淋巴細胞、NK細胞、巨噬細胞等,其中T細胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答在對抗原性較強的腫瘤細胞所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答中起很重要的作用。本研究結(jié)果顯示,使用玉屏風(fēng)散可增加肝癌小鼠脾臟中CD4+T和CD8+T細胞數(shù)量以及腫瘤組織中的比例(P<0.05,P<0.01)。表明玉屏風(fēng)散在促進脾臟T細胞數(shù)量增多的同時,有助于T細胞募集至腫瘤組織等免疫效應(yīng),而發(fā)揮其抗腫瘤的作用。
綜上研究結(jié)果提示,玉屏風(fēng)散的干預(yù)可促進肝癌荷瘤小鼠的抗腫瘤免疫反應(yīng),提高其體液免疫和細胞免疫應(yīng)答水平,從而發(fā)揮其抑制腫瘤生長的效應(yīng)。玉屏風(fēng)散通過以提高特異性細胞免疫為主的多環(huán)節(jié)、協(xié)同免疫調(diào)控,體現(xiàn)了玉屏風(fēng)散“扶正固本,標(biāo)本兼治”的巧妙組方。本研究為玉屏風(fēng)散在臨床抗肝癌中的合理應(yīng)用提供了實驗依據(jù)。
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