李嶺,黃銘銳,郭嘉鑫,陳志
(青海師范大學(xué),青海西寧 810008)
鎖陽,首載于《本草衍義補遺》,為鎖陽科植物鎖陽(Cynomorium songaricumRupr.)的干燥肉質(zhì)莖,又名不老藥[1]。主要含有有機酸類、黃酮類、三萜類、糖苷類、甾體類、氨基酸及無機離子等多種生理活性物質(zhì),抗寒耐干旱[2-4]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明,鎖陽可提高機體的免疫能力、清除自由基、抑制人體免疫缺陷病毒[5]。
鎖陽黃酮是指從鎖陽中提取的黃酮單體。近年來,黃酮類化合物日益受到人們的青睞,各種富含黃酮類化合物的植物中草藥資源相繼被開發(fā)利用[6]。其中,(-)-表沒食子兒茶素-3-O-沒食子酸酯(EGCG)可以通過清除機體氧自由基、減少氧自由基過度生成、激活內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激機制、免疫調(diào)節(jié)等多種分子機制避免肺實質(zhì)細胞損傷[7]。
肝細胞氧化損傷是導(dǎo)致許多肝病,諸如脂肪肝、肝炎、肝硬化、肝纖維化和肝癌等,的重要原因之一。盡管臨床上已有許多治療肝病的藥物,但是大多藥物的有效性與毒副作用問題仍然存在。因此尋找新的天然藥物,對于肝病的臨床治療具有重要意義。本研究通過探討鎖陽黃酮對過氧化氫誘導(dǎo)大鼠肝星狀細胞氧化損傷的保護作用,以期為肝病的臨床治療提供新思路。
鎖陽,購于青海省西寧市中藥房;大鼠星狀肝細胞,青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院提供;SDS、MTT,Sigma公司;PBS(pH 7.4),上海前塵生物科技公司;胰蛋白酶-EDTA、DMEM高糖培養(yǎng)基、胎牛血清,Hyclone公司;大鼠丙二醛(MDA)ELISA試劑盒、大鼠一氧化氮合酶(NOS)ELISA試劑盒、大鼠細胞蛋白ELISA試劑盒,上海酶聯(lián)生物工程有限公司;HPD-722大孔吸附樹脂,滄州寶恩化工有限公司;聚酰胺層析薄膜,上?;鄯f生物科技有限公司;其余試劑均為分析純,購自天津致遠化學(xué)試劑有限公司。
BX43熒光顯微鏡,日本奧林巴斯公司;BSC-1500B2-X生物安全柜,濟南圣科環(huán)??萍加邢薰?;Bio-Rad XMARK全自動酶標(biāo)儀,上海閃譜生物科技有限公司;HF90二氧化碳培養(yǎng)箱,香港力康生物醫(yī)療科技控股有限公司;UV-1780紫外分光光度計,日本島津公司。
1.3.1 鎖陽黃酮提取及溶液配制
將鎖陽粉碎后過100目篩,石油醚脫脂后所得殘渣與5%NaOH溶液按1∶10的質(zhì)量體積比進行配制,浸提3次,每次3 h,合并上清液。使用鹽酸酸化后用氯仿萃取,濃縮有機層。將所得浸膏用HPD-722大孔吸附樹脂富集鎖陽黃酮,再經(jīng)聚酰胺柱層析分離富集,收集50%~75%乙醇洗脫液合并濃縮,冷凍干燥得到鎖陽黃酮粉末[8]。
提取物中總黃酮含量的測定按文獻[9]中的方法并稍作修改。以濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線,測定提取物中的黃酮含量(LCH,%),鎖陽總黃酮含量(TFC,mg/g)計算方法如式(1):
1.3.2 細胞培養(yǎng)
取大鼠肝星狀細胞移至一次性培養(yǎng)瓶中,加入含有1%雙抗、10%胎牛血清的細胞培養(yǎng)液,在37℃、5% CO2孵化箱中持續(xù)培育至對數(shù)生長期,后續(xù)實驗所需的大鼠肝星狀細胞均處于對數(shù)生長期。
1.3.3 過氧化氫溶液濃度的篩選
不同濃度的過氧化氫對大鼠肝星狀細胞的損傷程度各有差異,因此考察不同氧化劑濃度對細胞的致?lián)p狀況??疾爝^氧化氫濃度分別為200 μmoL/mL、400 μmoL/mL和800 μmoL/mL下大鼠肝星狀細胞的活力。調(diào)整細胞濃度為1×105個/mL,向孔板中加入不同濃度的過氧化氫溶液,MTT法檢測細胞活力。
1.3.4 鎖陽黃酮溶液對細胞的保護效果
實驗設(shè)立空白組、陰性對照組、過氧化氫損傷模型組(200 μmoL/mL)和鎖陽黃酮(濃度分別為0 μg/mL、12.5 μg/mL、25.0 μg/mL、50.0 μg/mL、100.0 μg/mL和200.0 μg/mL)給藥組,每組3個復(fù)孔。37 ℃二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1 h,在510 nm處測定OD值,每組實驗重復(fù)3次。
1.3.5 MDA、NOS、蛋白濃度的測定
取對數(shù)生長期的大鼠肝星狀細胞,用PBS洗滌后,經(jīng)0.25%的胰酶消化離心去上清,調(diào)整細胞濃度。給藥組分別加入25 μg/mL、50 μg/mL和100 μg/mL的鎖陽黃酮溶液,培養(yǎng)12 h后按試劑盒操作步驟測定細胞中MDA、NOS及蛋白濃度。
所有數(shù)據(jù)用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件處理,數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗,P<0.05視為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,P<0.01表示差異極顯著。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示,經(jīng)統(tǒng)計處理得回歸方程Y=12.120 5X-1.785 7×10-4,R2=0.999 9。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得提取物中的黃酮含量(LCH)為87%,從式(1)得鎖陽總黃酮含量(TFC)為202.83 mg/g。
圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線
如表1所示,過氧化氫濃度與細胞的生長存活率呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。當(dāng)細胞死亡率過大時(≥70%),說明該損傷濃度不具有實驗意義,故本實驗選取200 μmoL/mL的過氧化氫溶液建立體外氧化損傷模型。
表1 過氧化氫濃度對細胞生長存活率的影響(±s,n=9)
表1 過氧化氫濃度對細胞生長存活率的影響(±s,n=9)
注:與對照組比較,*為P<0.05(差異顯著),**為P<0.01(差異極顯著)。
組別 過氧化氫濃度/(μmoL/mL) 細胞生長存活率/%陰性對照組 100 200 42.88±3.21**400 25.72±2.73**800 14.15±3.02**實驗組
由圖2可知,在0~100 μg/mL濃度范圍內(nèi),鎖陽黃酮對過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠肝星狀細胞損傷有一定的保護作用;當(dāng)濃度大于100 μg/mL時,細胞存活率急劇減?。?5~100 μg/mL的鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞的保護作用明顯。數(shù)據(jù)表明,高濃度的鎖陽黃酮(>100 μg/mL)對大鼠肝星狀細胞的生長有抑制作用,因此本實驗選取濃度為25 μg/mL、50 μg/mL、100 μg/mL的鎖陽黃酮進行細胞抗氧化損失實驗。
圖2 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞的保護作用
2.4.1 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞中蛋白濃度的影響
如表2所示,與對照組相比,模型組大鼠肝星狀細胞中的蛋白濃度顯著增加(P<0.01),說明造模成功。而低、中、高劑量的鎖陽黃酮溶液使大鼠肝星狀細胞中的蛋白濃度分別減少13.59%(P<0.05)、18.55%(P<0.01)和26.38%(P<0.01)。說明鎖陽黃酮可以抑制過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠肝星狀細胞蛋白濃度的增加。
表2 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞氧化損傷的保護作用(±s,n=9)
表2 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞氧化損傷的保護作用(±s,n=9)
注:與模型組比較,*為P<0.05(差異顯著),**為P<0.01(差異極顯著);與對照組比較,#為P<0.05(差異顯著),##為P<0.01(差異極顯著)。
組別 蛋白濃度/(g/L) MDA/(nmol/mg) NOS/(U/mL)對照組 15.41±1.32 1.32±0.13 9.19±0.82損傷模型組 33.04±2.87## 2.56±0.19## 6.32±0.59#25 μg/mL 鎖陽黃酮組 26.62±2.14* 1.83±0.08** 6.07±0.71 50 μg/mL 鎖陽黃酮組 26.91±2.84** 1.62±0.07** 7.56±0.73*100 μg/mL 鎖陽黃酮組 24.32±3.01** 1.55±0.14** 8.13±0.92*
2.4.2 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞中MDA的影響
如表2所示,當(dāng)用200 μmol/mL的過氧化氫溶液對大鼠肝星狀細胞形成氧化損傷后,大鼠肝星狀細胞中的MDA含量增加到2.56 nmol/mg,細胞氧化損傷造模成功。加入低、中、高劑量不同濃度的鎖陽黃酮溶液后,大鼠肝星狀細胞中的MDA含量分別減少28.52%、36.72%和39.45%(P<0.01)。說明鎖陽黃酮對過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠肝星狀細胞MDA含量的增加具有拮抗作用。
2.4.3 鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞中NOS的影響
如表2所示,與對照組相比,模型組大鼠肝星狀細胞中的NOS含量顯著降低(P<0.05),說明造模成功。低劑量的鎖陽黃酮溶液對氧化損傷的大鼠肝星狀細胞NOS無明顯影響(P>0.05),而中劑量和高劑量的鎖陽黃酮溶液使大鼠肝星狀細胞中的NOS含量分別增加19.44%(P<0.05)和28.57%(P<0.05)。說明中、高濃度鎖陽黃酮對過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠肝星狀細胞NOS表達的降低具有拮抗作用。
過氧化氫是一種重要的活性氧,極易通過細胞膜與細胞內(nèi)鐵離子反應(yīng)形成高活性O(shè)H·損傷細胞。細胞內(nèi)氧化還原系統(tǒng)失衡,體內(nèi)的高活性分子產(chǎn)生過多,細胞中出現(xiàn)大量自由基,引起大鼠肝星狀細胞結(jié)構(gòu)及功能的改變,加劇肝細胞的損傷程度并導(dǎo)致組織損傷,而肝星狀細胞活化是引起肝纖維化的主要原因[9-11]。
黃酮類化合物對大鼠肝星狀細胞的氧化損傷有一定的保護作用。實驗數(shù)據(jù)表明,一定濃度范圍內(nèi)(25~100 μg/mL)的鎖陽黃酮作用于過氧化氫處理的大鼠肝細胞時,有顯著的抗氧化作用。鎖陽黃酮通過提高受到抑制的細胞活性,改善細胞生長狀態(tài),降低MDA含量,從而減少細胞壞死。當(dāng)鎖陽黃酮濃度超過100 μg/mL時,鎖陽黃酮對大鼠肝星狀細胞的抑制率增加,表現(xiàn)出毒副作用。
綜上所述,本研究表明鎖陽黃酮對于過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠肝星狀細胞氧化損傷具有一定的保護作用,它提高了細胞存活率、降低了細胞蛋白濃度和MDA含量、增加了NOS蛋白表達水平。這將為鎖陽黃酮作為治療肝臟纖維化的天然藥物開發(fā)提供參考依據(jù)。