顧紅燕,韋元元,盧文超,張 磊,孫路路*
(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院藥學(xué)部,臨床合理用藥生物特征譜學(xué)評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100038; 2.北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥學(xué)院,北京 100191; 3.首都醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,北京 100069)
白癜風(fēng)是一種常見的獲得性色素脫失性疾病,易診,難治[1-2]。中藥制劑祛白片1970 年成方,主要由蒺藜、制何首烏、黑芝麻、補(bǔ)骨脂、丹參、獨(dú)活等15 味中藥組成,以補(bǔ)養(yǎng)肝腎、養(yǎng)血祛風(fēng)的法則治療白癜風(fēng),具有滋補(bǔ)肝腎,活血通絡(luò)的功效,臨床沿用至今[3-4],療效穩(wěn)定可靠。前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[5]已經(jīng)證實(shí),祛白片可以促進(jìn)脫黑色素區(qū)域的黑色素色素島形成,色素島內(nèi)可見黑色毛發(fā)生長,高通量全基因芯片篩選結(jié)果顯示祛白片對(duì)小鼠6% 的基因轉(zhuǎn)錄有影響。由于目前多數(shù)研究者認(rèn)為自身免疫系統(tǒng)亢進(jìn)是白癜風(fēng)發(fā)病的主要病因[6],因此本文根據(jù)前期研究結(jié)果,進(jìn)一步在細(xì)胞和分子水平上研究祛白片促黑色素形成和抗白癜風(fēng)的作用機(jī)制,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)制劑祛白片基礎(chǔ)藥理學(xué)研究資料不足。
1.1 細(xì)胞 小鼠B16 黑色素瘤(編號(hào)3111C0001CCC00 0324),購自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)細(xì)胞中心。
1.2 試劑與藥物 祛白片浸膏粉由北京世紀(jì)壇醫(yī)院制劑中心中藥制劑組自制,主要由蒺藜(炒)、制何首烏、黑芝麻(炒)、補(bǔ)骨脂、女貞子、北沙參等15 味中藥組成,批號(hào)為京藥制字Z20063383。將處方中15 味藥材加水煎煮3次,1 h/次,合并煎液,濾過,濾液減壓濃縮至相對(duì)密度為1.25~130 (50 ℃) 稠膏,真空干燥成干浸膏,得率≥15%,粉碎制成棕褐色粉末狀浸膏細(xì)粉,內(nèi)在質(zhì)量控制方法批號(hào)為(2002) 京衛(wèi)藥制字[116]第F-2142 號(hào),采用薄層色譜法進(jìn)行檢驗(yàn),以供試藥品與對(duì)照品在相同位置上出現(xiàn)相同顏色斑點(diǎn)判定為合格。陽性對(duì)照藥8-甲氧補(bǔ)骨脂素(8-methoxypsoralen,8-MOP,貨號(hào)M3501-1G)、過氧化氫(H2O2,貨號(hào)H1009,100 mL)、左旋多巴 (貨號(hào)V900425) 均購自美國Sigma 公司;TRNzol 總RNA 提取試劑(貨號(hào)DP405-02) 購自天根生化科技(北京) 有限公司;PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser (貨號(hào)RR047B)、SYBR?Premix Ex TaqTMII (Tli RNaseH Plus)、ROX plus (貨號(hào)RR82LR)、DNA Marker (貨號(hào)3427Q) 均購自寶日醫(yī)生物技術(shù)(北京) 有限公司;CD4 兔多抗(貨號(hào)sc-7219,1∶500)、CD8 兔多抗(貨號(hào)sc-7188) 購自美國Santa cruz 公司;GAPDH 鼠單抗 (貨號(hào)YM3029,1∶20 000) 購自美國Immunoway 公司;引物合成由美國Invitrogen公司完成。
2.1 藥物與試劑的配制 祛白片溶液:稱取0.1 g 祛白片粉末,加入不含血清的DMEM 培養(yǎng)基培養(yǎng)液溶解至10 mL,0.22 μm 濾膜過濾,樣品合格判定標(biāo)準(zhǔn)同內(nèi)在質(zhì)量控制方法,采用薄層色譜法進(jìn)行檢驗(yàn);取經(jīng)過處理后的祛白片溶液經(jīng)0.22 μm 濾膜過濾并濃縮后作為供試品溶液,另取補(bǔ)骨脂素等相同處理成對(duì)照品溶液,分別點(diǎn)于硅膠G 薄層板上,最終結(jié)果以供試藥品與對(duì)照品相同位置上出現(xiàn)相同顏色斑點(diǎn)判定為合格樣品。H2O2溶液:取102.1 μL H2O2原液,加入897.9 μL 培養(yǎng)液,配制成1 mol/L,用培養(yǎng)液稀釋到0.1 mmol/L。8-MOP 溶液:取0.216 2 g 8-MOP,加入DMSO 溶解至10 mL,配制成0.1 mol/L,分裝-20 ℃保存,使用時(shí),采用無血清DMEM 稀釋至所需濃度備用。L-多巴溶液:取1 gL-多巴溶于100 mL PBS 溶液中,磁力攪拌器溶解,配制成10 g/L。
2.2 小鼠黑色素瘤B16 脫黑色素細(xì)胞模型建立 制備B16細(xì)胞懸液,血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),培養(yǎng)液(10% FBS、DMEM、1% P/S) 稀釋細(xì)胞。96 孔板鋪板,每孔10 000 個(gè)細(xì)胞,5個(gè)重復(fù);24 孔板,每孔100 000 個(gè)細(xì)胞,4 個(gè)重復(fù),于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。24 h 后更換含0.1 mmol/L H2O2的培養(yǎng)液,與細(xì)胞共同孵育4 h[7],吸棄培養(yǎng)基,即得脫黑色素細(xì)胞。
2.3 光鏡下觀察小鼠B16 黑色素細(xì)胞生長狀態(tài) 分為模型組、溶媒組、8-MOP 組(25、50、100 μmol/L)、祛白片組(25、50、100 μg/mL),模型組細(xì)胞造模后加入相同體積的培養(yǎng)基,后續(xù)實(shí)驗(yàn)與其他組平行;由于8-MOP 由DMSO 溶解配制所得,因此設(shè)DMSO 溶媒組,原液稀釋1 000 倍,其余操作與實(shí)驗(yàn)組平行;陽性對(duì)照組(25、50、100 μmol/L)、祛白片組(25、50、100 μg/mL) 分別加入對(duì)應(yīng)藥物。于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24、48 h,倒置顯微鏡下觀察脫黑色素瘤細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化,并光鏡下拍照。
2.4 CCK-8 檢測(cè)小鼠B16 黑色素瘤細(xì)胞存活 取對(duì)數(shù)生長期B16 細(xì)胞,胰酶消化,以細(xì)胞濃度為1×104/孔接種于96孔培養(yǎng)板,每孔100 μL,于37 ℃、5% CO2條件下培養(yǎng)24 h,根據(jù)“2.2”項(xiàng)下方法建立脫黑色素細(xì)胞模型,分組同“2.3”項(xiàng)下,另設(shè)本底對(duì)照組,為不含細(xì)胞的本底,僅加入培養(yǎng)基。每組設(shè)5 復(fù)孔,加入相應(yīng)藥物處理24、48 h,吸去上清,加入CCK-8 (CCK-8∶DMEM=1∶10) 溶液,放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 h,酶標(biāo)儀測(cè)定450 nm 處光密度(OD),細(xì)胞存活率= [(OD給藥組-OD本底對(duì)照組) / (OD溶媒組/模型組-OD本底對(duì)照組)]×100%[8],祛白片組細(xì)胞存活率計(jì)算與模型組比較,8-MOP 組與溶媒組比較。
2.5 黑素形成率測(cè)定 用1 mol/L NaOH 裂解法[9]檢測(cè),分組同“2.3”項(xiàng)下,加入相應(yīng)藥物處理24、48 h,去除上清液,PBS (pH =7.4) 洗2 次,加入200 μL 含10%DMSO 的NaOH 溶液(1 mol/L),80 ℃恒溫水浴保溫2 h,充分裂解細(xì)胞和溶解黑素顆粒,酶標(biāo)儀檢測(cè)490 nm 處光密度(OD),黑素形成率= [(OD給藥組-OD溶媒組/模型組) /OD溶媒組/模型組]×100%。祛白片組促黑色素生成計(jì)算與祛白片模型相比較,8-MOP 組計(jì)算與溶媒組比較。
2.6 酪氨酸酶活性測(cè)定 96 孔板接種人黑色素細(xì)胞,分組同“2.3”項(xiàng)下,加入相應(yīng)藥物處理24、48 h,棄去培養(yǎng)液,PBS (pH=7.4) 洗滌2 次,每孔加入1% Triton X-100溶液90 μL,迅速放入-80 ℃冰箱內(nèi)30 min,隨后室溫融化使細(xì)胞完全破裂,37 ℃預(yù)溫后加入10 g/LL-DOPA 溶液(100 μL/孔),37 ℃孵育30 min,酶標(biāo)儀檢測(cè)490 nm 處吸光度值 (OD)[10],酪氨酸酶活性促進(jìn)率= [(OD給藥組-OD溶媒組/模型組) /OD溶媒組/模型組]×100%,正值代表促進(jìn)酪氨酸酶活性,負(fù)值為抑制酪氨酸酶活性。祛白片組酪氨酸酶活性促進(jìn)率計(jì)算與祛白片模型組比較,8-MOP 組計(jì)算與其溶媒組比較。
2.7 RT-PCR 檢測(cè) 各組細(xì)胞分別放入已預(yù)冷的研缽中進(jìn)行研磨,待組織樣本成粉末狀后,采用TRNzol 總RNA 提取試劑進(jìn)行樣本RNA 提取,實(shí)驗(yàn)操作按產(chǎn)品說明書操作,并采用紫外吸收測(cè)定法檢測(cè)RNA 濃度和純度,mRNA 逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA,-70 ℃短暫保存?zhèn)溆?。引物序列,CD4 正向5′-GCACAGCTATCACGGCCTAT-3′,反向5′-TTGAGGTCTTTGGTGGACTTTT-3′,190 bp;CD8 正向5′-AGGGGACCGGATTGGACT-3′,反 向 5′-GTGCCATTTTACACAATTTTCTC-3′,199 bp;β-actin 正向5′-CGTTGACATCCGTAAAGACCTC-3′,反向5′-ACAGAGTACTTGCGCTCAGGAG-3′,150 bp。反應(yīng)條件為95 ℃、10 s;95 ℃、5 s,55 ℃、20 s,72 ℃、6 s,共40 個(gè)循環(huán);95 ℃、1 min,55 ℃、30 s,95 ℃、30 s。采用2-ΔΔct法計(jì)算出各目的基因相對(duì)表達(dá)量。
2.8 Western blot 檢測(cè) 提取各組細(xì)胞總蛋白,BCA 蛋白定量,-70 ℃保存?zhèn)溆?。SDS-PAGE 電泳,采用凝膠成像儀進(jìn)行成像,同時(shí)檢測(cè)各條帶灰度值。
2.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 24.0 軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以() 表示,重復(fù)3 次。若方差齊性,則選用LSD法;若方差不齊,則選用Dunnett T3 法。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 祛白片對(duì)黑色素細(xì)胞生長的影響 由圖1 可見,祛白片隨著作用時(shí)間和劑量的增加,細(xì)胞數(shù)逐漸增加;作用48 h后,祛白片對(duì)脫黑色素細(xì)胞促生長作用最明顯,8-MOP 給藥24、48 h 后,對(duì)脫黑色素細(xì)胞的促生長作用與祛白片較為類似。
圖1 祛白片對(duì)脫黑色素細(xì)胞生長的影響(×100)
3.2 祛白片對(duì)黑色素細(xì)胞增殖的影響 如圖2 所示,祛白片25、50、100 μg/mL 給藥24、48 h 后,細(xì)胞存活率逐漸增加,其中50 μg/mL 給藥48 h 后為107.33%,100 μg/mL給藥48 h 后為114.71%;100 μmol/L 8-MOP 作用于脫黑色素細(xì)胞24 h 后,細(xì)胞存活率為119.06%。
圖2 祛白片對(duì)黑色素細(xì)胞生長活性的影響
3.3 祛白片對(duì)黑色素形成的影響 如圖3 所示,50、100 μg/mL祛白片給藥24 h 后,促黑色素生成率分別為38.27%、48.44%,100 μg/mL 給藥48 h 后為11.79%;100 μmol/L 8-MOP 給藥24 h 后促黑色素生成率為11.21%,48 h 后為29.83%。
3.4 祛白片對(duì)酪氨酸酶活性影響 由圖4 所示,50 μg/mL祛白片作用于脫黑色素細(xì)胞24 h 后酪氨酸酶活性促進(jìn)率為6.92%,25 μg/mL 作用48 h 后為23.37%,100 μg/mL 作用24 h 后為-27.17%,呈抑制作用。
圖3 祛白片對(duì)促黑色素生成率的影響
圖4 祛白片對(duì)酪氨酸酶活性的影響
3.5 祛白片對(duì)脫黑色素細(xì)胞免疫通路mRNA 表達(dá)的影響 如表1 所示,祛白片作用于脫黑色素細(xì)胞48 h 后,可促進(jìn)CD4 基因轉(zhuǎn)錄,抑制CD8 基因轉(zhuǎn)錄 (P<0.01);100 μmol/L 8-MOP 作用于脫黑色素細(xì)胞后,可促進(jìn)CD4 基因轉(zhuǎn)錄(P<0.05)。
表1 祛白片對(duì)CD4、 CD8 mRNA 表達(dá)的影響(, n=3)
表1 祛白片對(duì)CD4、 CD8 mRNA 表達(dá)的影響(, n=3)
注:與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。
3.6 祛白片對(duì)脫黑色素細(xì)胞免疫通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響 如表2、圖5 所示,100 μg/mL 祛白片作用于脫黑色素細(xì)胞48 h 后,可促進(jìn)CD4 蛋白表達(dá)(P<0.05),抑制CD8蛋白表達(dá)(P<0.01);100 μmol/L 8-MOP 作用48 h 后,也可促進(jìn)CD4 蛋白表達(dá)(P<0.05)。
表2 祛白片對(duì)CD4、CD8 蛋白表達(dá)的影響(, n=3)
表2 祛白片對(duì)CD4、CD8 蛋白表達(dá)的影響(, n=3)
注:與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。
圖5 Western blot 檢測(cè)CD4、CD8 蛋白表達(dá)
本研究首先觀察祛白片對(duì)脫黑色素細(xì)胞生長的影響,結(jié)果表明,祛白片作用細(xì)胞后可隨著劑量和作用時(shí)間增加而逐漸促進(jìn)黑色素細(xì)胞的生長。在對(duì)黑色素生成的影響上,與模型組相比,祛白片(50、100 μg/mL) 給藥24 h 后可顯著增加黑色素形成,進(jìn)一步研究祛白片對(duì)黑色素合成路徑中限速酶酪氨酸激酶活性的影響,結(jié)果表明,50 μg/mL祛白片作用于細(xì)胞24 h,以及25 μg/mL 作用于細(xì)胞48 h時(shí)可促進(jìn)酪氨酸酶活性,而100 μg/mL 作用24、48 h 時(shí)沒有促進(jìn)作用,反而呈現(xiàn)明顯的抑制作用,表現(xiàn)為雙向性調(diào)節(jié)作用;8-MOP 未出現(xiàn)此現(xiàn)象,50、100 μmol/L 下表現(xiàn)為促進(jìn)酪氨酸酶的作用。中藥雙向調(diào)節(jié)作用是指同一中藥及其組成的方劑,在機(jī)體不同狀態(tài)下或以不同的方式應(yīng)用,可以發(fā)揮出趨向相反的作用[11],因素有很多,如中藥本身、中藥炮制過程、中藥不同部位、劑量等[12]。劉錚等[13]2008年發(fā)表的綜述中提到有些復(fù)方或單味中藥對(duì)黑色素和酪氨酸活性的影響呈現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)作用,作用機(jī)制可能與給藥劑量有關(guān),但是尚有爭(zhēng)議,復(fù)方制劑的雙向調(diào)節(jié)作用還有可能與配伍、提取方式、產(chǎn)地、提取方式等有關(guān)系??傮w來講,祛白片可促進(jìn)脫黑色素細(xì)胞生長,高劑量情況下作用于脫黑色素細(xì)胞24 h 可促進(jìn)黑色素形成,對(duì)酪氨酸酶活性呈現(xiàn)雙向性調(diào)節(jié)作用,表現(xiàn)為低劑量促進(jìn)酪氨酸激酶活性,高劑量抑制該酶活性。
有研究表明T 細(xì)胞依賴性免疫反應(yīng)參與了白癜風(fēng)的發(fā)病和發(fā)展,尤其是在CD8+T 細(xì)胞中,被認(rèn)為可以直接破壞黑素細(xì)胞,輔助性T 細(xì)胞,主要是CD4+T 細(xì)胞,可以調(diào)節(jié)或協(xié)助免疫反應(yīng),促進(jìn)白癜風(fēng)皮損的改善[14]。白癜風(fēng)患者細(xì)胞免疫在一定程度上呈抑制狀態(tài)[15],有學(xué)者研究顯示白癜風(fēng)患者CD4+比例顯著降低,CD8+比例顯著升高[16-17],因此本研究進(jìn)一步探討了祛白片對(duì)CD4、CD8 蛋白及基因表達(dá)的影響。由于在黑色素細(xì)胞生長、黑色素形成、酪氨酸酶活性3 個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)溶媒組與模型組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因此在后續(xù)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中未再設(shè)溶媒組,陽性對(duì)照組結(jié)果直接與模型組相比較。結(jié)果表明,高劑量祛白片作用于脫黑色素細(xì)胞48 h 后可促進(jìn)CD4 基因轉(zhuǎn)錄,抑制CD8 基因轉(zhuǎn)錄;8-MOP 高劑量組(100 μmol/L) 作用于脫黑色素細(xì)胞后也可顯著促進(jìn)CD4 基因轉(zhuǎn)錄,而對(duì)CD8影響小。祛白片蛋白表達(dá)的研究也得到了相似的結(jié)果;100 μmol/L 8-MOP 可增強(qiáng)CD4 蛋白表達(dá),抑制CD8 蛋白表達(dá),對(duì)CD4 的作用更顯著。綜上所述,祛白片可以促進(jìn)黑色素合成,可能是通過影響自身免疫路徑中的CD4、CD8蛋白及基因表達(dá)起作用。