郭俊剛,高玉平,馬維娜
(上海健康醫(yī)學(xué)院附屬嘉定區(qū)中心醫(yī)院,上海 201800)
目前,血塞通注射液單用或與西藥聯(lián)用已在臨床廣泛使用,其中三七總皂苷是血塞通注射液的主要有效成分。三七總皂苷具有消腫止痛、活血散瘀等作用[1-2],是一種非特異性鈣通道阻滯劑,能有效抑制平滑肌收縮,發(fā)揮擴(kuò)張血管、降低動(dòng)脈血壓、降低血黏度、改善血液流變學(xué)、抗動(dòng)脈粥樣硬化等作用[2-3]。細(xì)胞色素 P450(CYP450)同工酶參與各種外源性物質(zhì)包括治療藥物和一些內(nèi)源性物質(zhì)的代謝,是重要的藥物代謝酶類,受遺傳、機(jī)體、年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、疾病等多種因素的影響,常見亞型如 CYP1A2,CYP2C9,CYP2D6,CYP3A4,參與大約90%的藥物代謝[4]。CYP450酶在藥物代謝中的作用對臨床合理用藥及實(shí)施個(gè)體化給藥方案和避免藥品不良反應(yīng)都有重要意義[5]。中藥的成分比較復(fù)雜,其有效成分或單體在體內(nèi)同樣需要通過CYP450酶系進(jìn)行代謝,也會(huì)對其活性產(chǎn)生抑制或誘導(dǎo)作用,導(dǎo)致聯(lián)合用藥后藥物在體內(nèi)的代謝發(fā)生變化[6]。本研究中通過培養(yǎng)Chang Liver細(xì)胞,檢測三七總皂苷對CYP3A4和CYP2C9 mRNA及蛋白表達(dá)的影響,明確其作用機(jī)制,為臨床合理使用提供依據(jù)?,F(xiàn)報(bào)道如下。
儀器:WFH-203B型低溫高速離心機(jī)(美國Beckman CouLter公司);CI-160-A型恒溫 CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo公司);biorad免疫印跡電泳轉(zhuǎn)膜儀(美國Bio RAD公司);biotek酶標(biāo)儀(美國 Bio Tek公司),ND2000型超微量分光光度計(jì)(美國Nanodrop公司);凝膠圖像分析系統(tǒng)(法國ViLber公司)。
試藥:三七總皂苷(上海一飛生物科技有限公司,批號為 F657123,純度>98%);CCK-8試劑盒(日本Dojindo公司,批號為 KTC011001);CYP3A4抗體(美國Santa Cruz公司,批號為 AY-11209R);CYP2C9 抗體(英國 Abcam公司,批號為 hz-20243R);胰蛋白酶(GIBCO 公司,批號為 RPT0201);Trizol試劑(美國Invitrogen公司,批號為 15596026);RT-PCR試劑盒(日本TaKaRa公司,批號為E5310S);10%胎牛血清(浙江天杭生物科技有限公司,F(xiàn)BS,批號為201406);青-鏈霉素(MiLLpore 公 司 ,批號為 PS2004HY);高糖DMEM培養(yǎng)基(美國Gibco公司,批號為11995-065),蛋白定量試劑盒(碧云天生物公司,批號為34090163);辣根過氧化酶標(biāo)記的甘油醛-3-磷酸脫氫酶(HRPGAPDH,上??党缮锕こ坦?,批號為16274R)。
細(xì)胞:Chang Liver細(xì)胞(上海中科院細(xì)胞研究所,編號為 C0222)。
細(xì)胞系及培養(yǎng):Chang Liver細(xì)胞在37℃及5%CO2培養(yǎng)箱中,用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng),1% 雙抗(青霉素 100 kU /L,鏈霉素 100 kU /L)培養(yǎng),2~3 d換1次培養(yǎng)基,當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)70% ~80%時(shí)用0.4%胰酶消化,取對數(shù)生長期的細(xì)胞。
CCK-8法檢測細(xì)胞增殖抑制率:將Chang Liver細(xì)胞制成1×105個(gè)/mL的單細(xì)胞懸液,每孔180 μL加入96孔培養(yǎng)板中,置37℃及5%CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)組分別加入6個(gè)不同濃度的三七總皂苷96孔板內(nèi),每孔加藥量 20 μL,藥物終質(zhì)量濃度為 6.25,12.50,25.00,50.00,100.00,200.00 μg /mL;對照組加等量DMEM培養(yǎng)基,每種劑量設(shè)置5個(gè)平行孔。在CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,吸去上清液,用磷酸緩沖溶液(PBS)漂洗 2 次,再加入 200 μL 培養(yǎng)基,每孔加入CCK-8 溶液 20 μL,繼續(xù)培養(yǎng) 2 h,取上清液 50 μL,于自動(dòng)酶標(biāo)讀數(shù)儀(490 nm)測定各孔吸光度(A),計(jì)算抑制率。抑制率(IR)=[(A對照組-A實(shí)驗(yàn)組)/A對照組]×100%。
RT-PCR法檢測相關(guān)mRNA表達(dá):采用RT-PCR方法檢測三七總皂苷對Chang Liver細(xì)胞中CYP3A4和CYP2C9基因表達(dá)的影響。Chang Liver細(xì)胞接種于6孔板中,接種細(xì)胞密度為1×105個(gè)/mL,在 37℃及5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞單層貼壁生長至70%左右時(shí),根據(jù)藥物CCK-8的結(jié)果,加入100 μg/mL三七總皂苷分別干預(yù) 4,8,24,48 h。培養(yǎng)結(jié)束后,從細(xì)胞培養(yǎng)板上吸走培養(yǎng)液,加1 mL PBS清洗1次,加入1 mL TRIzol,將細(xì)胞從培養(yǎng)板上刮下來吹打,混勻,轉(zhuǎn)移至干凈的 1.5 mLEP 管中,加入 200 μL氯仿,搖晃,混勻,使體系成粉紅色乳濁狀,以12 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min,移取上清液至新的1.5 mL EP管中,加入600 μL異丙醇,充分混勻,-20℃助沉45 min后,以12 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min;棄上清液,加入1 mL冰 75%RNA專用乙醇,輕彈管底使沉淀懸浮,以 12 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min,室溫下靜置10~15 min,使RNA適度干燥,用不含Rnase去離子水溶解,取2 μL測定濃度。采用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒,先將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA,再以cDNA作為RT-PCR的反應(yīng)模板,之后配制反應(yīng)液進(jìn)行RT-PCR反應(yīng)。目的基因CYP3A4和CYP2C9擴(kuò)增程序如下:95 ℃預(yù)變性 3 min,95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃1 min,循環(huán)40次,測定融解曲線,最后通過ct值計(jì)算mRNA相對表達(dá)量。
蛋白質(zhì)印跡(Western Blot)法檢測蛋白表達(dá):取處于對數(shù)生長期的Chang Liver細(xì)胞接種于24孔板中,置5%CO2、37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 24 h,加入 100 μg /mL 三七總皂苷,分別干預(yù) 4,8,24,48 h,24 孔板長滿細(xì)胞后,吸去培養(yǎng)基,加 1 mL冰預(yù)冷 PBS(pH =7.4)洗 1次,吸去PBS,加入細(xì)胞裂解液(RIPA 強(qiáng)裂解液)450 μL,加入蛋白酶抑制劑,低溫環(huán)境下均勻搖晃30 min使細(xì)胞充分裂解。待細(xì)胞充分裂解后,將所有細(xì)胞加入裂解液中,轉(zhuǎn)移至5 mL試管中超聲處理4 s,向1.5 mL進(jìn)口離心管中加入1/4體積的5X Loading buffer,金屬浴100℃煮10 min。室溫冷卻至4℃,保存樣品。配制3.9% 濃縮膠、10% 分離膠。濃縮膠用80 V電壓電泳約70 min,之后轉(zhuǎn)膜120 min,TBST緩沖液封閉1 h。繼續(xù)加入一抗[GAPDH(1 ∶1000),CYP2C9(1∶1000),CYP3A4(1∶200)],4℃搖床孵育過夜。過夜后的TBST緩沖液洗膜3次,加入稀釋2 000倍的二抗,室溫放置1 h,TBST緩沖液洗膜后化學(xué)發(fā)光試劑顯色發(fā)光。
采用SAS 9.3統(tǒng)計(jì)軟件處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,多組間比較采用方差分析,組間平均值比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
12.50,2 5.00,50.00,100.00,200.00 μg /mL)對 Chang Liver細(xì)胞均有不同程度的抑制作用,抑制率大小呈濃度依賴性。Western Blot法及RT-PCR試驗(yàn)中所選取三七總皂苷的濃度為 100 μg/mL。
圖1 三七總皂苷對Chang Liver細(xì)胞的抑制作用
結(jié)果見表1、圖2至圖4??梢姡呖傇碥諏hang Liver細(xì)胞是一種誘導(dǎo)作用。各組CYP2C9的蛋白表達(dá)量與空白對照組相比,差異均有顯著性(P<0.05),且隨著作用時(shí)間的延長,各組誘導(dǎo)水平也相應(yīng)增加。8 h組、24 h組、48 h組CYP3C4蛋白表達(dá)量與空白對照組相比,差異均有顯著性(P<0.05),但4 h組與空白對照組相比無顯著差異(P>0.05),各組相對蛋白表達(dá)量同樣呈時(shí)間依賴性。
表1 三七總皂苷對CYP3A4和CYP2C9蛋白及mRNA表達(dá)的影響(相對表達(dá)量,±s)
表1 三七總皂苷對CYP3A4和CYP2C9蛋白及mRNA表達(dá)的影響(相對表達(dá)量,±s)
蛋白表達(dá) mRNA組別空白對照組干預(yù) 4 h組8 h組24 h組48 h組CYP3A4 0.19 ±0.02 0.34 ±0.03 0.53 ±0.06 0.67 ±0.07 0.86 ±0.08 CYP2C9 0.18 ± 0.03 0.68 ± 0.06 0.93 ± 0.08 1.03 ± 0.12 1.11 ± 0.09 CYP3A4 0.63 ± 0.07 0.95 ± 0.09 1.21 ± 0.06 1.33 ± 0.07 1.64 ± 0.09 CYP2C9 0.59 ±0.06 0.92 ±0.09 1.19 ±0.08 1.27 ±0.12 1.84 ±0.14
圖2 三七總皂苷對Chang Liver細(xì)胞中CYP2C9及CYP3A4蛋白表達(dá)的影響
圖3 不同時(shí)間三七總皂苷對CYP2C9蛋白的影響
圖4 不同時(shí)間三七總皂苷對CYP3A4蛋白的影響
結(jié)果見表1、圖5至圖7。結(jié)果顯示,三七總皂苷對Chang Liver細(xì)胞是一種誘導(dǎo)作用。4 h組的 CYP2C9 mRNA表達(dá)量與空白對照組相比無顯著差異(P>0.05),8 h組、24 h組、48 h組的mRNA表達(dá)量與空白對照組相比均有顯著差異(P<0.05),且隨著作用時(shí)間的延長,各組的誘導(dǎo)水平也相應(yīng)增加。4 h組的CYP3A4 mRNA表達(dá)量與空白對照組相比無顯著差異(P>0.05),8 h組、24 h組、48 h組的mRNA表達(dá)量與空白對照組相比均有顯著差異(P<0.05),且隨著作用時(shí)間的延長,誘導(dǎo)水平也相應(yīng)增加。
圖5 三七總皂苷對Chang Liver細(xì)胞中CYP2C9及CYP3A4 mRNA表達(dá)的影響
三七是一種多年生草本植物,三七總皂苷中三七皂苷 R1、人參皂苷 Rg1、Rb1、Rd和 Re為其主要成分,約占總皂苷含量的80%[7]。三七中皂苷在抗缺氧、抗衰老,及提高人體免疫力方面都具有明顯優(yōu)勢,臨床常用于心腦系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及物質(zhì)代謝等方面疾病的治療[8-9]。三七總皂苷對P450酶的表達(dá)有一定影響,可進(jìn)一步影響其他藥物在體內(nèi)的代謝。CYP450酶中最重要的一個(gè)亞型是CYP3A4,臨床約60%的常用藥物由CYP3A4代謝[10],其主要在肝臟和小腸中表達(dá),并參與免疫抑制劑、降血糖藥、抗生素、抗腫瘤藥物等多種藥物的代謝[11]。陳艷進(jìn)等[12]研究表明,三七總皂苷對CYP3A4酶的活性水平無明顯作用,但對mRNA表達(dá)水平有明顯的誘導(dǎo)作用(P<0.05),這可能是在轉(zhuǎn)錄過程中出現(xiàn)了抑制,導(dǎo)致酶活性水平無明顯作用。CYP1A占整個(gè)細(xì)胞色素P450酶系的13% ~15%,參與了約5%上市藥物的代謝,主要分布于肝臟中,另外在腸道、腦、肺等組織中也有少量分布,主要參與多環(huán)芳烴和芳香胺類化合物的代謝[13]。LIU 等[14]的研究闡明了三七總皂苷對大鼠CYP1A2的誘導(dǎo)作用,通過Western Blot法證實(shí)了使用三七總皂苷后肝臟中CYP1A2蛋白表達(dá)上調(diào)。通過研究CYP1A2的專屬探針?biāo)幬锟Х纫?、氨苯砜的體外代謝變化,并評價(jià)血塞通對CYP1A2的作用[15],發(fā)現(xiàn)血塞通組探針?biāo)幬锟Х纫蝮w外半衰期為(9.24±2.37)min,明顯短于對照組的(25.15 ±2.02)min(P< 0.05),說明血塞通對CYP1A2有誘導(dǎo)作用。
圖6 不同時(shí)間三七總皂苷對CYP2C9 mRNA的影響
圖7 不同時(shí)間三七總皂苷對CYP3A4 mRNA的影響
本研究中選取目前用于藥物研究中與原代培養(yǎng)肝細(xì)胞特性最接近的Chang Liver細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)細(xì)胞株,結(jié)果表明,100 μg/mL三七總皂苷干預(yù) Chang Liver細(xì)胞 4,8,24,48 h 后,CYP3A4 和 CYP2C9 蛋白表達(dá)及mRNA表達(dá)與空白對照組相比均有不同程度的升高,且呈時(shí)間依賴性,提示三七總皂苷對CYP3A4和CYP2C9是一種誘導(dǎo)作用。前期研究中以三七總皂苷為主要成分的血塞通與氯沙坦鉀聯(lián)合使用后大鼠體內(nèi)氯沙坦鉀及其活性代謝產(chǎn)物EXP3174的血藥濃度,結(jié)果顯示,聯(lián)合用藥后氯沙坦鉀的半衰期縮短和表觀分布容積顯著降低(P< 0.05),達(dá)峰時(shí)間顯著延長(P< 0.05),代謝物EXP3174的半衰期顯著縮短(P<0.05),達(dá)峰時(shí)間顯著延長(P<0.05)。半衰期縮短,說明氯沙坦鉀與血塞通聯(lián)用后,縮短了藥物在體內(nèi)發(fā)揮藥效的時(shí)間,誘導(dǎo)其代謝;達(dá)峰時(shí)間縮短,說明原型產(chǎn)物在體內(nèi)減少,血塞通對氯沙坦鉀起到了一定的誘導(dǎo)作用[16]。與本研究結(jié)果一致,即三七總皂苷能誘導(dǎo)CYP2C9及CYP3A4酶的活性,并加快氯沙坦鉀在體內(nèi)的代謝,因此2種藥物在聯(lián)用時(shí)可能需要調(diào)整給藥間隔及給藥次數(shù)。WANG等[17]同樣考察過丹參片和氯沙坦鉀在SD大鼠體內(nèi)聯(lián)合用藥后,氯沙坦鉀和活性代謝產(chǎn)物EXP3174的藥代動(dòng)力學(xué)變化及丹參片的活性成分對CYP450酶的影響,結(jié)果表明,丹參片中的丹酚酸B及丹參酮ⅡA可能是通過誘導(dǎo)CYP3A4和CYP2C9酶的活性而加快原型藥物氯沙坦鉀在大鼠體內(nèi)的代謝,提示丹參片和氯沙坦鉀聯(lián)用后可能會(huì)產(chǎn)生相互作用。
綜上所述,三七總皂苷作為臨床常見藥物血塞通及血栓通的活性成分,具有多種藥理活性,在我國可能通過影響CYP450酶的活性而與其他藥物發(fā)生相互作用,臨床需要更加關(guān)注用藥劑量的調(diào)整及不良反應(yīng)。