龍 穎, 王 巍, 田 慧, 肖喜泉, 王 勤, 唐慧勤*
(1.廣西中醫(yī)藥大學廣西中藥藥效研究重點實驗室,廣西南寧530001;2.桂林市中醫(yī)醫(yī)院藥劑科,廣西桂林541002)
羅漢果甜苷含藥血清干擾肝星狀細胞周期、凋亡的實驗研究
龍 穎1,2, 王 巍1, 田 慧1, 肖喜泉1, 王 勤1, 唐慧勤1*
(1.廣西中醫(yī)藥大學廣西中藥藥效研究重點實驗室,廣西南寧530001;2.桂林市中醫(yī)醫(yī)院藥劑科,廣西桂林541002)
目的研究羅漢果甜苷含藥血清 (SCM)對大鼠肝星狀細胞 (HSC-T6)合成的細胞外基質、細胞周期及凋亡的影響。方法體外培養(yǎng)HSC-T6細胞,并以SCM干預,然后測定細胞上清液中Hyp、透明質酸 (HA)和層黏蛋白(LN),同時檢測細胞周期分布及細胞凋亡的變化。結果SCM(5%、10%和20%)細胞上清液中羥脯氨酸 (Hyp)水平顯著降低;SCM(20%、10%)細胞上清液中HA和LN水平減少;SCM各質量濃度組作用48 h后,HSC-T6細胞周期產(chǎn)生明顯變化,出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象,且正常細胞比例呈劑量依賴性下降。結論羅漢果甜苷對HSC-T6細胞周期具有阻滯作用,能誘導其發(fā)生凋亡,并可抑制膠原生成,促進細胞外基質降解,可能是其抗肝纖維化的部分作用機制。
羅漢果甜苷;肝星狀細胞;凋亡;細胞周期;細胞外基質;肝纖維化
肝纖維化的發(fā)生機制十分復雜,但主要是由于肝細胞外基質的過度增生和降解減少造成,而肝星狀細胞是合成肝細胞外基質的主要細胞,在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中起著非常重要的作用[1-3]。羅漢果Siraitia grosvenorii(Swingle.)C. Jeffrey ex A.M.Lu et Z.Y.Zhang是藥食兩用的廣西省特產(chǎn)中藥,而羅漢果甜苷是其主要成分,對大鼠和小鼠的急慢性肝損傷均有保護作用,其機制可能是通過抑制肝星狀細胞HSC-T6增殖及肝纖維化相關基因[4-8]。本實驗研究了羅漢果甜苷對肝星狀細胞凋亡、細胞周期和細胞外基質的影響,為進一步闡明其抗纖維化作用機制提供依據(jù)。
1.1 藥物及主要試劑 羅漢果提取物 (桂林萊茵生物科技股份有限公司,批號090201,提取工藝是以超聲波提取得到粗提物,再以膜分離純化得到,質量分數(shù)≥80%);秋水仙堿片(Colchicine,云南植物藥業(yè)有限公司產(chǎn)品,批號100807)。DMEM培養(yǎng)液 (美國Gibico公司);胎牛血清(美國Hyclone公司);Hyp檢測試劑盒(南京建成科技有限公司);HA、LN檢測試劑盒 (北京北方生物技術研究所);細胞凋亡檢測試劑盒 (南京凱基生物科技發(fā)展有限公司);細胞周期檢測試劑盒 (上海碧云天生物技術有限公司)。
1.2 動物及細胞株 SPF級SD大鼠,體質量120~150 g(廣西醫(yī)科大學實驗動物中心,動物合格證號SCXK[桂]2009-0002)。肝星狀細胞系HSC-T6(為SV40轉染SD大鼠HSC,其表型為活化的HSC。廣西醫(yī)科大學黃仁彬教授)提供。
1.3 儀器 SW-CJ-1F超凈工作臺(蘇州凈化設備有限公
司);311型二氧化碳培養(yǎng)箱、Thermo Forma 725超低溫冰箱(美國Thermo Fisher Scientific公司);XD-101倒置顯微鏡(南京江南光電集團股份有限公司);SS-325高壓滅菌鍋(日本Tomykogo公司);5415R小型臺式離心機、5810R高速冷凍離心機(德國Eppendorf公司);DFM-96型多管放射免疫計數(shù)器 (合肥眾成機電技術開發(fā)有限責任公司);722可見分光光度計(上海精密科學儀器有限公司);Epics-XLⅡ型流式細胞儀(美國Beckman Coulter公司)。
2.1 含藥血清的制備 取大鼠42只,隨機分為羅漢果甜苷組、秋水仙堿陽性對照組和空白對照組,每組14只。羅漢果甜苷組每日灌胃給藥400 mg/kg[8],陽性對照組每日灌胃秋水仙堿0.1 mg/kg,空白對照組每日灌胃生理鹽水10 mL/kg,每天給藥2次,連續(xù)給藥7 d。末次給藥后1 h各組大鼠腹主動脈取血,4 000 r/min離心15 m in,合并同組大鼠血清,56℃下滅活30 min,0.22μm微孔濾膜濾過除菌,-20℃冰箱保存。羅漢果甜苷組血清中加入對照組血清,分別以1∶0、1∶1、1∶3比例稀釋,進行預實驗,結果發(fā)現(xiàn)1∶3稀釋的含藥血清對HSC-T6細胞增殖有顯著抑制作用。然后,以不影響細胞生長的最大血清體積分數(shù)(20%)為羅漢果甜苷含藥血清最大給藥劑量,設置含藥血清體積分數(shù)5%、10%、20%這3個梯度,均加入對照組血清稀釋至相應體積分數(shù)。HSC-T6細胞培養(yǎng)體系中各組大鼠血清終體積分數(shù)為20%。
2.2 消化法和RIA法檢測HSC-T6的細胞外基質 將肝星狀細胞系HSC-T6接種于24孔板 (密度1×105個/mL),培養(yǎng)12 h后,換成含20%空白大鼠血清的培養(yǎng)液,分別設置羅漢果甜苷含藥血清5%、10%、20%組、秋水仙堿含藥血清20%組和空白對照血清20% (正常大鼠血清體積與其和培養(yǎng)液總體積的百分比值)組,每組設4個復孔。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后,收集細胞上清液,消化法檢測其中羥脯氨酸(Hyp)水平,RIA法檢測細胞上清液中透明質酸(HA)和層黏蛋白 (LN)水平。
2.3 流式細胞儀檢測細胞周期 將HSC-T6細胞接種于5個50 mL培養(yǎng)瓶中 (密度1×105個/mL),培養(yǎng)24 h后,換成含20%空白大鼠血清的培養(yǎng)液,分組與給藥方法同“2.2”項。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后胰酶消化,離心沉淀細胞,轉移至1.5mL離心管內(nèi),70%乙醇在4℃下固定12 h,碘化丙啶染色,37℃下避光溫浴30 min,流式細胞儀在488 nm波長處檢測紅色熒光和光散射情況。每份標本約測定10 000個細胞,測定速率為每秒50~60個細胞,MultiCycle AV軟件進行細胞周期分析,以計算各期細胞百分率。
2.4 Annex V-FITC和PI雙染法檢測細胞凋亡 將HSC-T6細胞接種于5個50 mL培養(yǎng)瓶中 (密度1×105個/mL),培養(yǎng)24 h后,換成含20%空白大鼠血清的培養(yǎng)液,分組與給藥方法同 “2.2”項。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后胰酶消化,離心沉淀細胞,調(diào)整細胞密度為1×105個/mL,1×Binding Buffer懸浮,加入1μL Annexin V-FITC,混勻后再加入5 μLPI,避光室溫下反應5min,流式細胞儀檢測(Ex=488 nm,Em=530 nm)細胞凋亡情況,綠色熒光FITC通道檢測Annexin V-FITC,紅色熒光通道檢測PI。每份標本測定10 000個細胞,測定速率為每秒50~60個細胞。
2.5 統(tǒng)計學分析 用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)均以x±s表示,組間比較采用t檢驗。
3.1 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞上清液中Hyp、HA和LN的影響 隨著濃度增加,細胞上清液中Hyp含有量呈遞減趨勢,羅漢果甜苷血清各濃度組中Hyp含有量與空白對照(NS)組比較,有顯著性差異 (P<0.05或P<0.01),見表1。
表1 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞上清液中Hyp、HA和LN的影響(x±s,n=4)
3.2 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞周期的影響 經(jīng)5%、10%和20%羅漢果甜苷血清作用于肝星狀細胞HSC-T6 48 h后,細胞周期分布開始有明顯變化,G2/M期細胞數(shù)量減少。其中,羅漢果甜苷血清5%和10%組中的細胞主要被阻滯于G0/G1期及S期,而20%組中的細胞被大量阻滯于G0/G1期,與空白對照組比較,10%和20%組均有顯著性差異 (P<0.01)。由此可見,隨著藥物濃度的增大,細胞被阻滯于G0/G1期的現(xiàn)象越明顯,而在低濃度下時,可將其阻滯于G0/G1及S期,見圖1和表2。
圖1 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞周期的影響
表2 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞周期的影響(x±s, n=5)
3.3 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞凋亡的影響 HSC-T6中空白對照組的細胞大多分布于流式圖的第三象限,即為正?;罴毎?。隨著體積分數(shù)增高,HSC-T6凋亡率呈劑量依賴性增加,與空白對照組比較,均有顯著性差異 (P<0.01),表明羅漢果甜苷血清對HSC-T6有明顯的促凋亡作用,見表3和圖2。
表3 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞周期的影響(x±s,n=5)
圖2 羅漢果甜苷血清對HSC-T6細胞周期的影響
多數(shù)研究表明,間質細胞,尤其是肝星狀細胞 (HSC)在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[9-10],因此誘導活化的HSC凋亡是抗纖維化治療的有效手段[2]。本實驗利用流式細胞儀,以磷脂酰絲氨酸外翻分析法(annexin V/PI)來檢測羅漢果甜苷血清作用48 h后對HSC-T6細胞凋亡的影響。結果發(fā)現(xiàn),與空白對照組相比,各藥物濃度組均存在顯著性差異 (P<0.01),并隨著藥物濃度上升,細胞凋亡數(shù)量也隨之增加,顯示一定的量效關系。由此證明,羅漢果甜苷可有效地促進HSC-T6凋亡,這可能是其抗肝纖維化機制之一。另外,還應用了流式細胞術對細胞周期進行分析,結果發(fā)現(xiàn)羅漢果甜苷血清作用48 h后對其產(chǎn)生影響。低劑量羅漢果甜苷血清可將細胞周期抑制在G0/G1期及S期,而隨著藥物濃度增大,G0/G1期細胞堆積程度越明顯,與空白對照組比較,各濃度的羅漢果甜苷血清對細胞周期的影響均存在顯著性差異 (P<0.01)。同時,高濃度羅漢果甜苷血清作用于HSC-T6后,G0/G1期細胞比例增加了約25%,說明它可將細胞周期抑制在G0/G1期,其阻滯機制尚有待進一步研究。
細胞外基質主要由膠原 (如Hyp)、非膠原蛋白 (如LN)、蛋白多糖 (如HA)三類成分組成,在肝纖維化過程中,三者可參與肝血竇基底膜形成,致使肝竇毛細血管化。正常情況下,肝細胞可直接與肝血竇接觸,但一旦肝竇毛細血管化,可妨礙肝細胞與血竇間營養(yǎng)物質的交換,引起肝細胞發(fā)生缺血、缺氧、變性壞死,導致其功能障礙。各種致病因子 (如肝炎病毒、化學物質等)都能激活肝組織中多種細胞因子生成,并可刺激肝星形細胞增殖及活化,使膠原合成增加[2]。在前期研究發(fā)現(xiàn),羅漢果甜苷對CCl4所致的大鼠和小鼠急性肝損傷有保護作用,說明其可減少CCl4對肝星形細胞的刺激[6-7],而本實驗也證實它能降低HSC-T6細胞上清液中Hyp、HA、LN水平,對細胞外基質有顯著抑制作用,體內(nèi)和體外實驗結果一致。另外,前期研究還發(fā)現(xiàn),羅漢果甜苷血清對HSC-T6中Col-I、TGF-β1和TIMP-1 mRNA表達均有顯著抑制作用[7]。由此推測,羅漢果甜苷可能是通過抑制HSC-T6中Col-I、TGF-β1和TIMP-1 mRNA表達來抑制膠原生成,促進細胞外基質降解,從而達到逆轉肝纖維化的目的。
本實驗結合前期研究成果表明,羅漢果甜苷在體內(nèi)和體外均有抑制肝纖維化發(fā)生發(fā)展的作用,可能成為一種潛力很大的治療肝纖維化藥物。
[1]Wirkowska A,Paczek L.Liver fibrosis and cirrhosis-selected cytokines,growth factors and proteins.PartⅡ[J].Przegl Lek,2011,68(4):228-230.
[2]陳主初.病理生理學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2005:331.
[3]孫嫵弋,魏 偉.肝星狀細胞信號轉導機制及可能的抗肝纖維化藥物作用新靶點[J].中國藥理學通報,2006,22(12):1433-1438.
[4]王 勤,李愛媛,黃榮奇,等.羅漢果保肝活性部位的研究[J].中藥藥理與臨床,1998,14(6):31-32.
[5]王 勤,李愛媛,李獻萍,等.羅漢果的藥理作用研究[J].中國中藥雜志,1999,24(7):425-428.
[6]王 勤,肖 剛.羅漢果甜苷對大鼠慢性肝損傷保護作用的實驗研究[J].廣西中醫(yī)藥,2007,3(5):54-56.
[7]王 勤,肖 剛.羅漢果甜苷對小鼠實驗性肝損傷保護作用的研究[J].中國藥房,2008,19(3):163-165.
[8]王 勤,王 巍,龍 穎,等.羅漢果甜苷對肝星狀細胞HSC-T6增殖及肝纖維化相關基因的影響[J].中草藥,2013,44(3):331-334.
[9]孔德松,鄭仕中,陸 茵,等.肝內(nèi)肌成纖維細胞的來源及其在肝纖維化中作用的研究[J].中國藥理學通報,2011,27(3):297-300.
[10]Tarrats N,Moles A,Morales A,et al.Critical role of tumor necrosis factor receptor1,butnot2,in hepatic stellate cell proliferation,extracellularmatrix remodeling,and liver fibrogenesis[J].Hepatology,2011,54(1):319-327.
R966.1
:B
:1001-1528(2015)07-1576-04
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.07.041
2014-10-12
國家自然科學基金項目 (81160518);廣西自然科學基金項目 (2012GXNSFBA053088);廣西教育廳科研課題項目(20120220054)
龍 穎 (1977—),女,碩士,主管中藥師,從事醫(yī)院藥學工作。Tel:(0773)2821921,E-mail:286723679@qq.com
*通信作者:唐慧勤 (1979—),女,碩士,講師,從事藥理學和中藥藥理學研究。Tel:(0771)2279423,E-mail:478839447@qq.com