梁 群,邢金梅,何學(xué)斌
(1.浙江省杭州市大江東醫(yī)院,浙江 杭州 311225;2.河北省保定市第二醫(yī)院,河北 保定 071000;3.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬梨園醫(yī)院,湖北 武漢 430000)
纈草為敗醬科的1種耐寒可開花植物,種類復(fù)雜繁多,主要分布于溫帶地區(qū),在我國主要產(chǎn)于東北至西南的廣大地區(qū),大約有30種,作為1種傳統(tǒng)草藥材,早在古希臘時(shí)期就被人所認(rèn)識(shí),而在我國明代也有其使用記錄。纈草入藥部位主要為根和莖,其提取物中含有單萜、倍半萜、環(huán)烯醚萜、揮發(fā)油、生物堿等多種成分,具有抗焦慮[1]、抗抑郁[2]、治療失眠[3]、抗腫瘤[4-5]、保肝[6]、護(hù)腎[7]等藥理作用,但目前相關(guān)制劑的開發(fā)利用較少。
課題組前期采用纈草環(huán)烯醚萜所用的TLC、HPLC 法(英國藥典、外文文獻(xiàn)推薦)來檢測國產(chǎn)纈草(采自神農(nóng)架、鄂西北、鄂西南、陜南、川東、湘西、黔東南、新疆),雖然未發(fā)現(xiàn)環(huán)烯醚萜類纈草的標(biāo)志性成分——纈草三酯和異纈草三酯,但發(fā)現(xiàn)了另外3種含有量相當(dāng)高的物質(zhì),經(jīng)過提取、分離、純化,并經(jīng)波譜分析鑒定結(jié)構(gòu),三者異羥肟酸鐵反應(yīng)呈陽性,提示為內(nèi)酯類物質(zhì),暫命名為纈草萜內(nèi)酯A、B、C。初步研究顯示,纈草浸膏對 CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝硬化有一定防治作用,而以上3種成分為其中的主要成分,故推測纈草萜內(nèi)酯對肝纖維化也可能有一定的防治作用。目前,尚無關(guān)于纈草萜內(nèi)酯體外抗肝纖維化作用的報(bào)道,故本研究探討該成分對體外誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞增殖及氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響,并考察其對肝纖維化的保護(hù)作用及其機(jī)制。
1.1 細(xì)胞 大鼠HSC-T6 細(xì)胞株,由上海中醫(yī)藥大學(xué)肝病研究所饋贈(zèng)。
1.2 試劑 南美胎牛血清(批號(hào) SV30087.02,美國HyClone 公司);DMEM 培養(yǎng)基[賽默飛世爾生物化學(xué)制品(北京)有限公司];枸櫞酸鐵銨、微量丙二醛(MDA)試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)WST-1 試劑盒(南京建成生物工程研究所);次氮基三醋酸二鈉(NTA,批號(hào)N9877-5G)、四硝基偶氮唑鹽(MTT)、秋水仙素(批號(hào)C9754)、胰酶(美國 Sigma 公司);二甲基亞砜(DMSO,北京防化研究院化工廠)。
1.3 儀器 二氧化碳培養(yǎng)箱(美國Thermo Forma 公司,型號(hào)55651-950);熒光倒置顯微鏡(日本 Nikon 公司,型號(hào)TE2000-S);酶聯(lián)免疫檢測儀(香港基因有限公司,型號(hào)MX200);臺(tái)式自動(dòng)平衡離心機(jī)(長沙平凡儀器儀表有限公司,型號(hào)TDZ4-WS);精密移液器(德國 Eppendorf 公司);水平搖床(沃德生物醫(yī)學(xué)儀器公司,型號(hào) WD-9405B)。
1.4 藥物 纈草萜內(nèi)酯提取物由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院老年醫(yī)藥學(xué)研究所薛存寬教授提供,命名為纈草萜內(nèi)酯A、B、C,含有量>98%,復(fù)旦大學(xué)、北京師范大學(xué)分析測試中心經(jīng)紫外光譜、紅外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜、DEPT、COSY 譜鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)。
2.1 HSC-T6 培養(yǎng) 將凍存狀態(tài)的HSC-T6 于37 ℃下快速復(fù)蘇后,接種于培養(yǎng)瓶中,加入含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液,置于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞長滿單層(約2 d)后胰酶消化并傳代,臺(tái)盼藍(lán)法測定細(xì)胞活力。
2.2 細(xì)胞增殖抑制實(shí)驗(yàn) 取對數(shù)生長期的HSC-T6,經(jīng)清洗、消化、吹打混勻后取 50 μL 懸液,加入 6 mL 含 3% 小牛血清的DMEM 培養(yǎng)液中稀釋,計(jì)數(shù)并調(diào)整細(xì)胞密度為1×104/mL,接種于 96 孔板,空白調(diào)零組不加細(xì)胞懸液,其余每孔100 μL,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至近單層貼壁后取出傾去培養(yǎng)液,分別加入稀釋細(xì)胞懸液(正常對照組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA(模型組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA+50、100、200、300、400 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯 A、B、C(實(shí)驗(yàn)組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA+0.5 μg/mL 秋水仙堿(陽性對照組),平行 3 孔,繼續(xù)培養(yǎng) 36 h 后棄上清液,每孔加入 MTT 溶液(5 mg/mL)20 μL,37 ℃ 下繼續(xù)孵育 5 h,終止培養(yǎng),離心(1 000 r/min)5 min 后吸棄孔內(nèi)培養(yǎng)液,加入 150 μL DMSO,微量振蕩器上振蕩10 min 以使結(jié)晶物充分溶解,酶聯(lián)免疫檢測儀上在570 nm 波長處測定各孔光密度值(OD 值),平行測 3 次,記錄中位值。
2.3 抗氧化應(yīng)激實(shí)驗(yàn) 取對數(shù)生長期HSC-TC,清洗、消化、吹打混勻后取200 μL 懸液,加入12 mL 配制好的3%培養(yǎng)基中稀釋,計(jì)數(shù)并調(diào)整細(xì)胞密度為5×105/mL,接種于24 孔板,每孔500 μL,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至近單層貼壁后取出,傾去培養(yǎng)液,加入稀釋細(xì)胞懸液(正常對照組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA(模型組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA+50、200、400 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯A、B、C(實(shí)驗(yàn)組)、稀釋細(xì)胞懸液+0.1 mmol/L FeNTA+50 μmol/L 維生素 E(陽性對照組),每孔加 200 μL 含藥培養(yǎng)液,平行2 孔,繼續(xù)培養(yǎng)36 h 后取上清液,按試劑盒說明書操作步驟檢測上清液中SOD、MDA 水平。
2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 通過SPSS 16.0 軟件進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)用()表示,組間比較采用單因素方差分析和 SNK-q 檢驗(yàn)。P<0.05 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 細(xì)胞活力 0.5%臺(tái)盼藍(lán)染色測定,細(xì)胞活力>90%。
3.2 纈草萜內(nèi)酯 A、B、C 對 HSC-T6 增殖的影響 表1顯示,與正常對照組比較,模型組 HSC-T6 增殖明顯(P<0.01);與模型組比較,纈草萜內(nèi)酯 A、B、C 組 OD 值顯著降低(P<0.01),并呈劑量依賴性。
3.3 纈草萜內(nèi)酯 A、B、C 對 SOD 活性、MDA 水平的影響 表2顯示,與模型組比較,纈草萜內(nèi)酯 A、B、C 組 SOD活性顯著升高(P<0.05,P<0.01,50 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯 A、B 除外),并呈現(xiàn)劑量依賴性;與陽性對照組比較,纈草萜內(nèi)酯 C 400 μg/mL 組其活性顯著升高(P<0.01)。
表3顯示,與模型組比較,纈草萜內(nèi)酯 A、B、C 組MDA 水平顯著降低(P<0.05,P<0.01,50 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯A、B 除外),并呈劑量依賴性;與陽性對照組比較,纈草萜內(nèi)酯 C 400 μg/mL 組其水平顯著降低(P<0.05)。
表1 纈草萜內(nèi)酯A、B、C 對HSC-T6 增殖的影響()
表1 纈草萜內(nèi)酯A、B、C 對HSC-T6 增殖的影響()
注:與正常對照組比較,△△P<0.01;與模型組比較,??P<0.01
組別OD 值纈草萜內(nèi)酯A 纈草萜內(nèi)酯B 纈草萜內(nèi)酯C正常對照組 0.359 0±0.015 2 0.359 0±0.015 2 0.359 0±0.015 2模型組 0.869 5±0.015 3△△ 0.869 5±0.015 3△△ 0.869 5±0.015 3△△陽性對照組 0.634 3±0.017 4 0.634 3±0.017 4 0.634 3±0.017 4 400 μg/mL 組 0.568 9±0.009 6?? 0.482 1±0.008 3?? 0.418 1±0.005 7??300 μg/mL 組 0.614 6±0.018 3?? 0.563 1±0.014 8?? 0.494 3±0.015 6??200 μg/mL 組 0.701 0±0.018 1?? 0.665 8±0.015 3?? 0.603 7±0.022 5??100 μg/mL 組 0.850 9±0.024 9 0.750 5±0.014 3?? 0.694 0±0.023 7??50 μg/mL 組 0.861 3±0.021 8 0.856 2±0.022 6 0.782 5±0.008 2??
表2 纈草萜內(nèi)酯A、B、C 對SOD 活性的影響
表3 纈草萜內(nèi)酯A、B、C 對HSC-T6 培養(yǎng)液中MDA 水平的影響
肝纖維化是慢性肝臟疾病進(jìn)展過程中的1 個(gè)必經(jīng)環(huán)節(jié),為所有慢性肝病的共同病理基礎(chǔ),其本質(zhì)是肝組織對損傷發(fā)生的過度修復(fù)應(yīng)答,導(dǎo)致瘢痕組織形成的病理過程,各種病因(病毒感染、酒精中毒、金屬超負(fù)荷等)引起肝臟損傷的病理過程不同,但其所致肝纖維化的最終途徑是相同,即肝星狀細(xì)胞激活。大量研究表明,HSC 無論正?;虿±頎顟B(tài)下都是產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞[8-10],本實(shí)驗(yàn)所用的HSC-T6 是正常大鼠肝星狀細(xì)胞,它與人類肝星狀細(xì)胞(LX-2)在形態(tài)學(xué)特點(diǎn)、生長特點(diǎn)、標(biāo)志物方面都比較接近,是肝纖維化研究的理想細(xì)胞系,再將其與FeNTA共同培養(yǎng),采用鐵超負(fù)荷法來制造氧化應(yīng)激的模型。劉梅等[11]應(yīng)用不同質(zhì)量濃度的 FeNTA 培養(yǎng)大鼠肝 HSC,證實(shí)鐵劑可引起后者增殖,導(dǎo)致氧化-抗氧化失衡;MTT 法檢測HSC 的生長及存活率是 Mosmann[12]最早報(bào)道的,該方法操作簡便,經(jīng)濟(jì)快捷,靈敏度高,重復(fù)性好,廣泛用于生物因子活性的檢測,故本實(shí)驗(yàn)選擇該方法。
脂質(zhì)過氧化反應(yīng)在調(diào)節(jié)體內(nèi)膠原基因表達(dá)的過程中起著主導(dǎo)作用,同時(shí)也是連接組織損傷和纖維化過程的紐帶,抗氧化劑可通過作用于肝細(xì)胞、HSC、Kupffer 等多種細(xì)胞及環(huán)節(jié)來減慢或阻止肝纖維化的發(fā)展[13-14]。機(jī)體受到刺激后,引起酶和非酶系統(tǒng)平衡失調(diào),導(dǎo)致大量氧自由基產(chǎn)生,后者主要攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸,引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng),并形成大量脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,如醛基(丙二醛MDA)、酮基、氫過氧基等。MDA 作為脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物,間接反映了細(xì)胞受氧自由基攻擊的嚴(yán)重程度,而其檢測常與SOD 相互配合,后者間接反映了機(jī)體清除氧自由基的能力,對機(jī)體氧化-抗氧化平衡起到重要作用,故藥物抗氧化作用越強(qiáng),MDA 水平越低,SOD 活性越高。
維生素E 是1種脂溶性抗氧化劑,又名生育酚(包括α、β、γ、δ 4種類型),不但能清除 O2-·等氧自由基,也可與GPx 協(xié)同阻止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)發(fā)生,同時(shí)還有抗纖維化的作用。Nieto 等[15]報(bào)道,HSC 活化后可表達(dá)細(xì)胞色素P450E1 調(diào)節(jié)ROS 產(chǎn)物,從而誘導(dǎo) COLI 表達(dá),而維生素 E處理過的細(xì)胞能破壞細(xì)胞色素P450E1;其他研究也發(fā)現(xiàn)維生素E 可降低α-SMA 表達(dá),使膠原或四氯化碳損傷細(xì)胞中的蛋白質(zhì)與MDA 形成加合物,表明它在機(jī)體抗氧化應(yīng)激過程中發(fā)揮著不可或缺的作用,故本實(shí)驗(yàn)選擇其作為陽性對照。
結(jié)果表明,纈草萜內(nèi)酯 A(400、300、200 μg/mL)、纈草萜內(nèi)酯 B(400、300、200、100 μg/mL)、纈草萜內(nèi)酯C(400、300、200、100、50 μg/mL)對 HSC-T6 增殖均有一定抑制作用,并呈劑量依賴性;除50 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯A、B 外,其他不同質(zhì)量濃度成分均有抗氧化作用,也呈劑量依賴性;成分質(zhì)量濃度越高時(shí),SOD 活性越高,MDA 水平越低;400 μg/mL 纈草萜內(nèi)酯 C 的抗氧化作用強(qiáng)于50 μmol/L維生素 E。
綜上所述,纈草萜內(nèi)酯可抑制肝星狀細(xì)胞增殖,并對機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)有一定保護(hù)作用,但該成分對肝纖維化的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。