呂偉,閔清,王俊杰,劉秀,晏思齊,周凌峰,張雨晨,刁婷婷,白育庭
(湖北科技學(xué)院1.藥學(xué)院;2.臨床醫(yī)學(xué)院,咸寧 437100)
桂花系木犀科木犀屬植物,是我國長江以南地區(qū)特色植物資源。桂花種類豐富多樣,銀桂、金桂、丹桂等都具有較好的開發(fā)價值。桂花的花、枝葉、根莖、果實、籽均具有藥用價值[1]?!侗静菥V目》記載桂花籽的藥用價值:桂花籽,其性溫其味甘,具有行氣化濕、祛風(fēng)止痛、溫中散寒之功效;《江蘇藥材志》記載:桂花籽可暖胃、益腎、散寒[2]?,F(xiàn)代研究顯示,桂籽含有較豐富的活性物質(zhì),如環(huán)烯醚萜苷類、三萜類、紅景天苷類物質(zhì)等,環(huán)烯醚萜苷為桂籽中主要的物質(zhì)。環(huán)烯醚萜苷類物質(zhì)在植物中分布廣泛,梔子、木瓜等木樨科植物中含量均較高。梔子、木瓜中環(huán)烯醚萜苷已被證實有較好的抗炎鎮(zhèn)痛作用,桂籽中環(huán)烯醚萜苷是否具有用抗炎作用,筆者所見文獻報道不多。為更好開發(fā)利用桂花資源,筆者初步完成了桂籽提取物的提取及含量測定。筆者在本實驗進一步探討桂籽提取物環(huán)烯醚萜苷對大鼠急性肺損傷的保護作用,以期為桂籽的開發(fā)利用提供實驗依據(jù)。
1.1實驗儀器 arium 611DI型超純水系統(tǒng)(德國Sartorius公司);AF103AS型制冰機(意大利Scosman公司);HH.W21.600型電熱恒溫水浴箱(浙江金壇市富華儀器公司);TGL-20M型低溫高速離心機(湖南湘儀實驗儀器開發(fā)有限公司);Synergy2型多功能酶標儀(美國Bio-Tek公司);ZT-12M型全自動生物組織脫水機(湖北孝感亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司);BX53型光學(xué)顯微鏡(日本奧林巴斯);RE-301型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州市亞榮儀器有限公司);BSA224S型BP211 D分析天平(德國賽多利斯集團,感量:0.01 mg);RM2235型手動輪轉(zhuǎn)式切片機(Leica公司);YT-TFB型生物組織攤片機(湖北孝感亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司);YB-6LF型生物組織石蠟包埋機(湖北孝感亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司);ChampChemi Basic型自動發(fā)光凝膠成像系統(tǒng)(英國Syngene公司);1645050型Power/Pac 300電泳儀(美國Bio-Rad公司)。
1.2試藥 桂籽2017年4月下旬采摘于湖北科技學(xué)院校園內(nèi)(咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院王振啟教授鑒定為金陽光品種桂花的籽),去除果皮、果肉,70 ℃ 烘干桂籽,去除籽皮,剝離籽仁,粉碎,過100目篩(篩孔內(nèi)徑:0.15 mm)。95%乙醇(批號:20160628)、石油醚(批號:20160311)、乙酸乙酯(批號:20160308)、正丁醇(批號:20160912)均為國藥集團AR級。甲醛組織固定液購于武漢科瑞生物公司(批號:20171120);髓過氧化物酶(myelo peroxidase,MPO,批號:20180812)、腫瘤壞死因子α(TNF-α,YX-201407R,批號:20180613)試劑盒均購于南京建成生物公司;NF-κBp65(批號:20180124)抗體購于Cell Signaling Technology;IκBα(AF1282)抗體購于碧云天生物技術(shù)公司(批號:0706181909);酵母購于安琪酵母股份有限公司(1552840,批號:CF20180710W2F33);潑尼松片(批號:170518)購于浙江仙琚制藥股份公司。
1.3實驗動物 無特定病原體(SPF)級健康雄性SD大鼠,體質(zhì)量(180±20) g,購于斯貝福北京生物技術(shù)有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2016-0002,實驗動物合格證號:SCXK(京)2016-0002。溫度(23±2) ℃,相對濕度45%~60%,大鼠自由飲水,每只大鼠按5 g·(100 g)-1喂食。
1.4實驗方法
1.4.1桂籽粗提物的制備 取粉碎后的桂籽1272.12 g,石油醚(沸程60~90 ℃)12 L冷浸48 h脫脂,抽濾,濾液回收,濾渣陰干。取陰干的濾渣,95%乙醇加熱回流提取3次,每次2 h,收集濾液濃縮得到桂籽粗提物573.80 g。浸膏加雙純水1.5 L制成較濃混懸液,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,萃取3次,合并相應(yīng)萃取液,正丁醇萃取液部分即為下一步研究所用藥物。實驗組前期已經(jīng)鑒定,所提物質(zhì)為環(huán)烯醚萜總苷,含量79.08%。
1.4.2大鼠的分組、造模與給藥 取健康雄性SD大鼠48只,隨機數(shù)字表法分為空白對照組、模型對照組、潑尼松組和桂籽粗提物大、中、小劑量組,每組8只,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,按每只20 g·d-1投喂飼料,自由飲水。適應(yīng)性喂養(yǎng)結(jié)束后,桂籽提取物大劑量組給予桂籽提取物(osmanthus fragrous extract n-butanol portion,OFSN)400 mg·kg-1,中劑量組給予OFSN 200 mg·kg-1,小劑量組給予OFSE 100 mg·kg-1,潑尼松組給予潑尼松3 mg·kg-1,空白對照組和模型對照組給予等容量0.9%氯化鈉溶液。連續(xù)灌胃10 d。模型對照組和給藥組于第10天灌胃結(jié)束1 h后腹腔注射20%酵母混懸液,12 h后再次腹腔注射酵母混懸液,并給予相應(yīng)藥物。24 h后經(jīng)腹主動脈取血,處死大鼠,開胸取肺[3-4]。
1.5檢測指標
1.5.1肺指數(shù)(lung index,LI) 實驗開始前稱量、記錄各組大鼠體質(zhì)量,開胸放血,取大鼠全肺記錄濕質(zhì)量,肺濕質(zhì)量/體質(zhì)量為肺指數(shù)。
1.5.2肺濕/干比(lung wet/dry ratio,W/D) 取大鼠左肺,濾紙吸干表面血液及水分,稱定質(zhì)量,記錄濕質(zhì)量(W)。將稱量后肺組織65 ℃烘箱持續(xù)烘烤72 h,記錄干質(zhì)量(D)。計算肺W/D。
1.5.3蘇木精-伊紅(HE)染色 取大鼠右肺上葉,于中性甲醛固定液保存24 h,按步驟對組織脫水、石蠟包埋、HE染色、中性樹膠封片,光鏡下觀察肺病理變化。
1.5.4MPO、白細胞介素2(IL-2)、IL-6、TNF-α測定 取大鼠左肺上葉,按照說明書配置MPO試劑作為勻漿介質(zhì),按質(zhì)量體積比1:19加勻漿介質(zhì),制備成5%組織勻漿,按照操作表操作。96孔酶標板進行實驗,試劑混勻后,60 ℃ 水浴10 min,取出后在酶標儀上460 nm波長處測定各孔吸光度值,根據(jù)公式:MPO活力值(U/克組織濕質(zhì)量)=(測定A值-對照A值)/11.3×取樣量(克),得出各組MPO活力值。
經(jīng)腹主動脈取血,離心,取上清液。實驗操作步驟與測定MPO相同,分別測定血漿IL-2、IL-6、TNF-α含量。
1.5.5Western blotting法檢測NF-κBp65及IκBα蛋白表達水平 取右肺下葉,按照組織與裂解液質(zhì)量體積比1:9進行組織裂解[裂解液中苯甲基磺酰氟(pheylmethamesulfonyl fluoride,PMSF)、cooktail、釩化鈉均為1%]。低溫高速離心3030×g機4 ℃,12 000 r·min-1離心15 min后收集上清液。二奎琳甲酸(bicinchoninic acid,BCA)法測定組織蛋白濃度,30%聚丙烯酰胺凝膠電泳后轉(zhuǎn)膜,脫脂牛奶封閉,NF-κBp65、IκBα一抗孵育4 ℃過夜,辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標記的二抗常溫孵育1.5 h后,電化學(xué)發(fā)光法(electro-chemiluminescence,ECL)顯色液顯色,凝膠成像系統(tǒng)分析目的條帶灰度值。
2.1W/D、LI、MPO活性測定結(jié)果 模型對照組大鼠W/D、LI、MPO活力值較空白對照組顯著增加(P<0.05,F(xiàn)W/D=8.060,F(xiàn)LI=4.771,F(xiàn)MPO=22.83),說明模型成功;各給藥組W/D(P<0.01)、LI(中劑量組P<0.05,大劑量組P<0.01)、MPO活力值(中劑量組P<0.05,大劑量組P<0.01)較模型對照組下降明顯(FW/D中=27.49,F(xiàn)W/D大=31.51,F(xiàn)LI中=2.485,F(xiàn)LI大=1.703,F(xiàn)MPO中=4.192,F(xiàn)MPO大=4.069)。說明桂籽提取物對急性肺損傷大鼠有一定保護作用,結(jié)果見表1。
2.2TNF-α、IL-2、IL-6表達情況 模型對照組大鼠TNF-α、IL-2、IL-6表達較空白對照組明顯升高(P<0.01,F(xiàn)TNF-α=2.743,F(xiàn)IL-2=13.96,F(xiàn)IL-6=210.8),說明模型成功;各給藥組TNF-α、IL-2、IL-6表達較模型對照組明顯下降(FTNF-α中=30.17,F(xiàn)TNF-α大=6.903,F(xiàn)IL-2中=11.61,F(xiàn)IL-2大=11.99,F(xiàn)IL-6中=3.728,F(xiàn)IL-6大=6.730),說明桂籽提取物有一定抗炎作用,結(jié)果見表2。
2.3NF-κBp65及IκBα蛋白表達情況 與空白對照組比較,模型對照組NF-κBp65表達明顯增強;與模型對照組比較,各給藥組蛋白表達均不同程度減弱;與空白對照組比較,模型對照組IκBα表達明顯減少;與模型對照組比較,各給藥組蛋白表達不同程度增強(P<0.01)。提示酵母所致炎癥與激活NF-κB信號通路有關(guān)。結(jié)果見圖2,3。
表1 OFSN對SD大鼠W/D值、LI值及肺組織勻漿MPO的影響
組別劑量/(mg·kg-1)W/DLI/[g·(100 g)-1]MPO/(U·g-1)空白對照組-5.541±0.18000.531±0.00813.788±0.3364模型對照組-8.141±0.5111①0.617±0.018①10.620±1.6070①潑尼松組35.910±0.1211②0.549±0.0104②4.724±0.5890②OFSN 小劑量組1007.467±0.2314①0.597±0.0068①6.806±1.1010③ 中劑量組2006.051±0.0975②③0.569±0.0112②④5.426±0.7851④ 大劑量組4005.693±0.0910②0.558±0.0136 ④5.089±0.7969②F值8.0604.77122.830P值<0.05<0.05<0.05
①與空白對照組比較,P<0.01;②與模型對照組比較,P<0.01;③與空白對照組比較,P<0.05;④與模型對照組比較,P<0.05。
①Compared with blank control group,P<0.01;②compared with model control group,,P<0.01;③compared with blank control group,P<0.05;④compared with model control group,P<0.05.
表2 OFSN對SD大鼠血漿TNF-α、IL-2、IL-6的影響
組別劑量/(mg·kg-1)TNF-αIL-2IL-6空白對照組-2.896±0.312923.38±2.100137.4±0.450模型對照組-18.520±0.1890①79.63±7.845①176.6±5.951①潑尼松組33.936±0.6092②27.75±2.795②142.3±2.294②OFSN 小劑量組10017.900±0.4149①③35.88±2.903①②168.3±4.362① 中劑量組2006.021±1.0380②④29.63±2.302②144.2±3.082②④ 大劑量組4003.938±0.4965②27.75±2.266②142.1±2.294②
①與空白對照組比較,P<0.01;②與模型對照組比較,P<0.01;③與模型對照組比較,P<0.05;④與空白對照組比較,P<0.05。
①Compared with blank control group,P<0.01;②compared with model control group,P<0.01;③compared with model control group,P<0.05;④compared with blank control group,P<0.05.
2.4形態(tài)學(xué)結(jié)果 HE染色后光鏡下(×20)觀察,模型對照組肺間大量炎癥細胞浸潤,支氣管壁明顯增厚,各給藥組病變較模型對照組明顯改善,見圖1。
A.空白對照組;B.模型對照組;C.潑尼松組;D.OFSN小劑量組;E.OFSN中劑量組;F.OFSN大劑量組。
圖1 OFSN對急性肺損傷的影響(HE,×200)
A.blank control group;B.model control group;C.prednisone group;D.OFSN low-dose group;E.OFSN medium-dose group;F.OFSN large-dose group.
Fig.1EffectofOFSNonacutelunginjury(HE,×200)
急性肺損傷的發(fā)生原因較復(fù)雜,目前認為主要是由于失控的炎癥反應(yīng)所致,其基本病理變化為肺泡上皮黏膜損傷導(dǎo)致肺部毛細血管通透性改變,從而誘發(fā)組織水腫[5]。當機體產(chǎn)生炎癥細胞時,炎癥細胞浸潤于肺部,導(dǎo)致肺部發(fā)生炎癥反應(yīng),甚至炎癥反應(yīng)失控,進一步加重肺損傷。本實驗中HE染色結(jié)果表明,模型對照組肺部有明顯炎性細胞浸潤,提示肺損傷發(fā)生[6-7]。
①與空白對照組比較,P<0.01;②與模型對照組比較,P<0.01。
①Compared with blank control group,P<0.01;②compared with model control group,P<0.01.
酵母所致急性肺損傷是一種全身性炎癥反應(yīng)。大量中性粒細胞在肺內(nèi)扣押導(dǎo)致肺部損傷,MPO是反映中性粒細胞多少的重要指標。肺組織勻漿中MPO含量可以直接反映中性粒細胞在肺內(nèi)浸潤情況[8-10]。結(jié)果表明模型對照組MPO含量明顯高于空白對照組,各給藥組含量明顯降低。有研究表明,酵母菌進入機體后會被巨噬細胞吞噬,被吞噬后不降解,從而刺激巨噬細胞分泌TNF-α。TNF-α是一種炎性因子,也是促炎因子,是炎癥反應(yīng)最先應(yīng)答炎性因子,能促進其他炎性因子釋放,如IL-2、IL-6等[11],這些炎性因子釋放又能進一步激活更多的免疫細胞,從而形成炎性循環(huán)。另一方面自由基的累積在炎癥發(fā)生過程中也扮演著重要角色[12-14]。巨噬細胞受到刺激后產(chǎn)生大量活性氧,與細胞模上的還原性輔酶Ⅰ結(jié)合,從而產(chǎn)生大量自由基,自由基累積加重組織損傷[15]。
NF-κB是炎癥反應(yīng)中心,是與炎癥相關(guān)的重要信號通路[16]。有研究表明,腹腔注射酵母后激活TLR4受體,導(dǎo)致NF-κB特異性抑制蛋白IκB蛋白降解。在IκB的多個亞基中IκBα最重要,本實驗通過檢測IκBα表達量,發(fā)現(xiàn)在炎癥通路激活后IκBα降解增多。NF-κB由亞基蛋白p65、p50組成,炎癥發(fā)生時IκBα降解,從而激活NF-κB p65,調(diào)控相關(guān)炎癥因子基因表達。本實驗結(jié)果顯示,TNF-α表達增強[17]。
①與空白對照組比較,P<0.01;②與模型對照組比較,P<0.01。
①compared with blank control group,P<0.01;②compared with model control group,P<0.01.
本實驗結(jié)果表明,酵母混懸液所致急性肺損傷模型成功, 模型對照組肺部大量炎癥細胞浸潤。相關(guān)炎癥指標在模型對照組含量升高,這一定程度上可能與調(diào)控NF-κB信號通路有關(guān)。