宰青青,葉 蘭,秦 臻,潘 婷
(1.銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴州 銅仁 554300;2貴州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,貴州 貴陽 550025)
衰老是復(fù)雜多變的一個過程,也是生物體發(fā)展的必定趨向。構(gòu)成生物體的單位是細胞,所以細胞的衰老是造成整個機體衰老的前提。EPCs是能分化成內(nèi)皮細胞的干細胞,有非常強的增殖能力,分布在骨髓和外周血等組織里,可以促進損傷內(nèi)皮的修復(fù)和參與新生血管的生成[1]。遺傳因素和機體自身環(huán)境都會對其功能和增殖分化能力造成影響。研究表明伴隨機體的衰老,EPCs會表現(xiàn)出動員不夠、數(shù)目變少、增殖分化能力顯著下降等老化的現(xiàn)象,此外,衰老機體自身的危險因素也會加快EPCs的衰老,使其難以發(fā)揮對血管內(nèi)皮的更新和修復(fù)作用[2-3]。姜黃素是一種抗衰老的中藥且具有安全有效特點,通過觀察實驗中姜黃素對衰老大鼠骨髓源性EPCs功能影響,探討姜黃素對衰老EPCs機制可能的結(jié)果。
SD雄性大鼠50只,體重在210~270g,本次實驗大鼠來源于貴州醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心標準飼料飼養(yǎng)的大鼠,合格證號:SCXK(黔)2018-0001。
姜黃素(Sigma公司);D-半乳糖(Sigma公司);M199培養(yǎng)液(HyClone公司);胎牛血清(PAA公司);D i l 標記的乙?;兔芏戎鞍祝ㄞ仍瓷锟萍加邢薰荆籉ITC標記的荊豆凝集素1(Sigma公司);transwell小室(Corning公司);CO2培養(yǎng)箱(Thermo Forma公司);酶標儀(Bio-tek公司);熒光顯微鏡(OLYMPUS公司)。
按體重將SD雄性大鼠隨機分成5組,即對照組、模型組和姜黃素高、中、低劑量組各10只。參照文獻方法造模[4],4個實驗組天天腹腔注射D-半乳糖100 mg/kg,持續(xù)60天,注射的同時干預(yù)給藥。姜黃素高、中、低劑量組每天予以400 mg/kg、200 mg/kg、100 mg/kg姜黃素進行灌胃,同時另外兩組灌胃等量的生理鹽水,持續(xù)60天。
脫頸處死大鼠后,無菌環(huán)境下進行股骨和脛骨的分離,用M199培養(yǎng)液將細胞沖至離心管中,對200目細胞進行篩濾,1000 r/min×5 min離心后重懸;將重懸液按1:1慢慢加到大鼠骨髓淋巴細胞分離液的上面,2000 r/min×20 min離心,小心的用吸管吸出位于第二層的單個核細胞層,然后用M199培養(yǎng)液1500 r/min×5 min離心洗滌兩次。用M199全培養(yǎng)液重懸后計數(shù),以5×106cells/mL的接種在24孔板上,各組細胞分別置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中,3d換液1次。
將培養(yǎng)至第7 d的貼壁細胞棄上清,先加入含2.4 mg/L Dil-ac-LDL的M199培養(yǎng)液,1h后固定于4%多聚甲醛中,隨后再加含有10mg/L FITC-UEA-1的M199培養(yǎng)液,置培養(yǎng)箱中作用1h,經(jīng)過PBS漂洗,避光封片處理后。 用倒置熒光顯微鏡觀察制作好的片子,吞噬ac-LDL的細胞發(fā)紅光,結(jié)合UEA-1的細胞發(fā)綠光,同時吞噬ac-LDL及結(jié)合UEA-1的細胞為正在分化的大鼠EPCs。
1.5.1 EPCs細胞集落形成能力檢測
培養(yǎng)至第7 d,鏡下隨機選取5個培養(yǎng)孔計算各組EPCs集落形成的數(shù)量。
1.5.2 EPCs增殖力檢測
收集各組培養(yǎng)至第7d的細胞,并進行計數(shù),將等量的EPCs接種于96孔板上,各組設(shè)復(fù)孔5個,細胞貼壁后加20μL5%的MTT,持續(xù)培養(yǎng)4h后棄上清,加150μL的二甲基亞砜充分震蕩,放入酶標儀選用490nm測其吸光值,實驗重復(fù)3次。
1.5.3 EPCs遷移力檢測
將之前收集好的各組等量細胞液加在transwell小室的上室,下室是含有50 mg/L VEGF的培養(yǎng)液,1 d后用PBS淋洗,下室中加1mL4%多聚甲醛進行固定30 min,適當吹干后,Geimsa染色30 min,用PBS淋洗,取出濾膜封片,隨機選5個視野進行計數(shù),實驗重復(fù)3次。
1.5.4 EPCs成小管力檢測
按照試劑盒操作,將膠液和稀釋液過夜凍融,900 μL膠液中加入100 μL稀釋液混勻加入96孔板,每孔50 μL,孵育l h凝固成膠;將各組細胞以5×103 cell/孔接種于膠上;培養(yǎng)1 d后,鏡下觀察小管生成狀況,隨機選5個視野進行計數(shù),實驗重復(fù)3次。
用SPSS 17.0軟件處理,用(±s)表示計量資料,當方差齊性時,用單因素方差進行組間對比分析,當方差不齊時,用Kruskal-Wallis秩和檢驗,P<0.05表示差異具有顯著性,P<0.01表示差異具有極顯著性。
貼壁細胞分別經(jīng)過Dil-ac-LDL和FITC-UEA-1處理,用熒光顯微鏡觀察,同時攝取Dil-ac-LDL和結(jié)合FITC-UEA-1的細胞為所需的EPCs。
與對照組對比,模型組骨髓EPCs的功能嚴重受損(P<0.05);與模型組對比,姜黃素高、中兩個組均可提高EPCs的各項能力(P<0.05,P<0.01)。該結(jié)果顯示姜黃素可明顯改進衰老大鼠受損EPCs的功能,延緩細胞衰老。
圖1 EPCs的鑒定(×200)
表1 姜黃素對D-半乳糖所致衰老大鼠的EPCs功能的影響(±s,n=3)
表1 姜黃素對D-半乳糖所致衰老大鼠的EPCs功能的影響(±s,n=3)
注:和對照組作比較,△P<0.05,△△P<0.01;和模型組作比較,*P<0.05,**P<0.01。
組別 集落數(shù)(個) 增殖力(OD) 遷移力(cells×200) 成小管力 (cells×200)對照組 2.4±1.14* 0.31±0.02** 55.6±5.13** 36.8±7.26**模型組 0.6±0.55△ 0.22±0.04△△ 35.4±4.39△△ 22.4±3.78△△姜黃素高劑量組 2.2±1.48* 0.30±0.04** 52.4±4.39** 36.2±6.26**姜黃素中劑量組 1.8±1.30 0.28±0.03* 44.8±4.44** 31.8±4.82*姜黃素低劑量組 0.8±0.84 0.26±0.02 40.4±5.59 25.4±4.04
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的老齡化,動脈粥樣硬化、阿爾茨海默病、癌癥等與衰老相關(guān)疾病的發(fā)病率和死亡率日益增高,如何安全有效地延緩衰老已變成人們關(guān)注的焦點,因而抗衰老藥物及其機制的研究已變成目前研究的熱點?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究顯示[6]姜黃素有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、降血糖等作用,對衰老的各個方面都有一定的抑制作用。本實驗通過在整體水平上觀察姜黃素對EPCs衰老的干預(yù)效果,表明姜黃素可明顯增進衰老EPCs的數(shù)目并改進其功能,促進衰老EPCs的活性,有效延緩細胞的老化進程,但其具體的信號通路還需進一步深入研究。