周建衡,趙錦燕,王雪皎,李 斐,林久茂*
(1.福建中醫(yī)藥大學中西醫(yī)結合學院,福建 福州 350122;2.福建中醫(yī)藥大學中西醫(yī)結合研究院,福建 福州 350122)
良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)不可避免發(fā)病于中老年男性,尿路梗阻是其較為常見癥狀,而且隨年齡增加發(fā)病率逐漸增加[1]。調查顯示,該病發(fā)病率規(guī)律是每增加十歲BPH 發(fā)病率就增加10%,男性從40 歲開始,BPH 患病率隨著年齡而逐漸升高,80 歲時患病率將達到80%以上[2]。BPH 的病因及病理生理機制迄今仍不完全清楚,目前認為間質-上皮的相互作用與BPH 發(fā)病相關性已得到醫(yī)學界普遍認可[3-4],細胞外基質(extracellular matrix,ECM)在間質-上皮相互作用中發(fā)揮至關重要作用,層粘連蛋白(laminin,LN)是ECM 重要成分之一,與BPH 有密切聯(lián)系[5-7]。前期研究表明,前列寧(Qianliening,QLN)對BPH 具有明顯治療作用[8]。本研究旨在通過體內外實驗觀察QLN 對前列腺組織、BPH-1 細胞中LN 及LN 調控因子表達的影響,探討QLN 對BPH 的治療機制。
1.1 實驗動物及細胞 雄性SPF 級6~7 周齡健康雄性SD 大鼠50 只,體質量(150±20 g),購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司,批號:0017446,實驗動物許可證號:SCXK(滬2017-0005)。大鼠飼養(yǎng)于福建中醫(yī)藥大學實驗動物中心,飼養(yǎng)室溫度為20~26 ℃,相對濕度40%~70%,燈照周期為12 h,7:00~19:00 燈照,19:00~7:00 黑暗。本實驗獲福建中醫(yī)藥大學動物倫理委員會批準(審批號:FJTCM IACUC 2022178)。人前列腺增生細胞-1(humanbeing prostatic hyperplasia cell-1,BPH-1)由深圳Otwo Biotech公司提供,批號:HTX2051。
1.2 實驗藥物與主要試劑 QLN 由酒大黃15 g,水蛭3 g,黃芪12 g,牛膝9 g,菟絲子6 g 組成,該方由福建中醫(yī)藥大學藥學院研制并已申請發(fā)明專利;丙酸睪丸酮注射液(上海通用藥業(yè)股份有限公司,規(guī)格:25 mg/mL,批號:H31020524);細胞培養(yǎng)雙抗100×(上海漢恒生物科技有限公司,批號:HB-PSS-100);細胞裂解液(批號:MB9900-Apr-12H)、細胞增殖及毒性試劑盒(批號:C0042)均購自大連美侖生物技術有限公司;鼠MMP2-抗體(批號:66366-1-lg)、兔LN(批號:12858-1-AP)均購自美國Proteintech公司;兔TIMP-2 抗體(美國Immunoway 公司,批號:YT4659)。
1.3 主要儀器 ChemiDoc XRS 凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio-Rad 公司);Countstar 細胞自動計數(shù)儀(上海睿鈺生物科技有限公司);PowerPAC? HC 高電流電泳儀(美國Bio-Rad 公司);RM2235 石蠟切片機(德國徠卡公司);常規(guī)倒置顯微鏡(德國徠卡公司)。
2.1 QLN 藥液制備 動物灌胃用QLN 由福建中醫(yī)大學藥學院制備;細胞用QLN 購自江蘇天江藥業(yè)顆粒劑,以200 mg QLN 粉末,加入1 mL 蒸餾水溶解后高壓、超聲助溶,配制成濃度為200 mg/mL 的母液,用完全培養(yǎng)基DMEM 倍比稀釋后配置成3 種不同濃度(0.25、0.5、1.0 mg/mL)的工作液,0.22 μm 過濾器過濾后加入細胞中。
2.2 BPH 大鼠模型制備 依據(jù)前期基礎及查閱文獻成功制備模型[9-10],SPF 級雄性SD 大鼠50 只,6~7 周齡,適應性喂養(yǎng)1 周,除空白組外,其余各組腹腔注射氯胺酮(100 mg/kg)麻醉,無菌手術,摘除雙側睪丸,術后恢復1 周,模型組及低、中、高劑量組皮下注射丙酸睪酮(5 mg/kg),連續(xù)28 d。
2.3 分組及干預 采用數(shù)字隨機法將大鼠分為空白組、模型組和低、中、高劑量組,每組10只。模型組及低、中、高劑量組去勢1 周后注射造模同時,開始灌胃給藥,空白對照組和模型組灌服生理鹽水,各劑量組采用灌胃QLN。劑量分別為:空白組、模型組生理鹽水10 mL/(kg·d),低劑量組3 g/(kg·d)、中劑量組6 g/(kg·d)、高劑量組12 g/(kg·d);即分別相當于臨床用藥量的3、6、12 倍,以上均采用灌胃給藥,1 次/d,期間每周稱體質量1 次并按體質量調整給藥劑量,共28 d。
2.4 標本采集 末次給藥后禁食12 h,大鼠體質量,手術分離出完整的前列腺組織,測量前列腺濕重和體積(容積法);選取相同部位前列腺組織一塊,10%甲醛固定作免疫組化用。
2.5 指標檢測
2.5.1 大鼠前列腺濕重、體積和前列腺指數(shù) 測量5 組大鼠的前列腺的濕重、體積并計算前列腺指數(shù)(PI),PI 的計算公式如下:
PI=前列腺濕重(g)/體質量(g)
2.5.2 免疫組化法測5 組大鼠前列腺組織LN 的蛋白表達水平 分別取5 組大鼠前列腺組織側葉0.5 cm×0.5 cm×0.1 cm 組織塊,PBS 清洗,10%甲醛進行固定,包埋存檔,切片。石蠟切片分作LN 免疫組化染色,一抗(比例1∶1 000),二抗(比例1∶1 000),PBS 洗,標記后PBS 洗,DAB 顯色,嚴格按說明書操作。
2.5.3 QLN 干預BPH-1 細胞培養(yǎng)及形態(tài)學觀察用0.25%胰酶消化并收集細胞,之后每孔加入3 mL含低(0.25 mg/mL)、中(0.5 mg/mL)、高(1.0 mg/mL)不同濃度QLN 藥液的完全培養(yǎng)基及等量完全培養(yǎng)基,分別在干預24、48 h 后,倒置顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)、數(shù)量變化并拍照。
2.5.4 CCK-8 法檢測BPH-1 細胞存活率 用0.25%胰酶消化并收集細胞,分別在12、24 h 時避光加入10 μL CCK-8 溶液,1.5~2 h 后在酶標儀(570 nm 波長下、持續(xù)震蕩15 s)檢測其吸光值。細胞存活率的計算公式如下:
細胞存活率=用藥組A值/空白組(對照組)A值×100%)
2.5.5 Western blot 檢測BPH-1 細胞MMP-2、TIMP-2、LN 蛋白表達量 用0.25%胰酶消化收集離心后,總蛋白濃度測定與定量,電泳,轉膜,封閉,于化學發(fā)光成像系統(tǒng)ChemiDoc XRS+下成像。用Image J軟件對蛋白灰度值進行數(shù)據(jù)分析,得出MMP-2、TIMP-2、LN 蛋白相對表達量。
2.6 統(tǒng)計學方法 所得數(shù)據(jù)采用Prism GraphPad 8.0.1 作圖,并采用SPSS 23.0 軟件進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)均采用正態(tài)檢驗及方差齊性檢驗,計量資料服從正態(tài)分布以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學意義。
3.1 5組大鼠前列腺濕重、體積和PI比較 見表1。
表1 5 組大鼠前列腺濕重、體積和PI 比較(±s)
表1 5 組大鼠前列腺濕重、體積和PI 比較(±s)
注:與空白組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.05。
組別空白組模型組低劑量組中劑量組高劑量組PI 0.13±0.01 0.26±0.021)0.22±0.032)0.21±0.022)0.22±0.012)n 10 10 10 10 10前列腺濕重/g 0.54±0.06 0.87±0.121)0.76±0.082)0.71±0.072)0.71±0.112)體積/mL 0.53±0.03 0.85±0.111)0.72±0.092)0.60±0.082)0.60±0.062)
3.2 5組大鼠前列腺組織中LN蛋白表達量比較 見圖1。
圖1 5 組大鼠前列腺組織中LN 蛋白表達(×400)及陽性表達率比較
3.3 4組BPH-1 細胞形態(tài)及經QLN 干預后活力變化 倒置顯微鏡下觀察,空白組BPH-1 細胞形態(tài)正常,呈菱形,細胞邊界菱角清晰,細胞貼壁牢固,細胞匯合度緊密;經QLN 干預后,隨著QLN 濃度的增加,可觀察到細胞形態(tài)完整性逐漸改變,細胞呈懸浮狀態(tài),細胞匯合度降低,出現(xiàn)細胞脫落,懸浮細胞逐漸增加。見圖2。CCK-8 檢測顯示,與空白組比較,低、中、高劑量組細胞活力在24 h 及48 h 均顯著下降(P<0.05),且QLN 藥物濃度越高而細胞活力越低,其中以中、高劑量組最為顯著,但QLN 干預24 h 與干預48 h 比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),不存在時間依賴關系。見圖3。
圖2 4 組BPH-1 細胞形態(tài)比較(×100)
圖3 4 組BPH-1 細胞24、48 h 細胞活力變化(5 000 個細胞/孔)
3.4 4組BPH-1 細胞MMP-2、TIMP-2、LN 蛋白表達量比較 見圖4。
圖4 4 組BPH-1 細胞MMP-2、TIMP-2、LN 蛋白表達量比較
BPH 在中醫(yī)學中歸屬為“癃閉”“精癃”等范疇,其病因病機迄今仍未詮釋?,F(xiàn)代醫(yī)學研究顯示,ECM 學說一直是BPH 發(fā)病的重要機制[11],ECM主要成分包括膠原蛋白、LN、纖維連接蛋白(FN)等,其中,collagens、elastin、LN 等與BPH 密切相關[12]。有研究顯示,前列腺細胞的增殖與ECM 增加密切相關,ECM 與各種生長因子及雄-雌激素相互作用發(fā)生BPH,前列腺組織中活性肽類物質也可以由ECM 調節(jié),刺激細胞產生不同的ECM[13-17]。ECM 受多種酶類降解,其中MMPS是最重要的一類,MMP-2屬于MMPS 家族中的明膠酶,可降解collagenⅣ、FN和LN 等,MMP-2 在降解上述ECM 過程中受到其抑制劑TIMP-2 調控,MMP-2、TIMP-2 達到一定比值時,能發(fā)揮最佳調控效果[18-19]。
BPH 的基本病機為熱毒瘀阻、氣血失調、痹阻絡脈、日久腎虛而致。針對此病機,課題組提出了祛瘀軟堅、補腎益氣的治法,研制成前列寧方。課題組研究發(fā)現(xiàn),QLN 對BPH-1 細胞增殖有抑制作用,可誘導細胞凋亡,并對多種細胞因子有調節(jié)作用,對BPH 治療具有明顯效果[20-23],同時可以調節(jié)部分ECM 成分及MMP-2 作用[10]。在體內實驗中,動物模型組大鼠前列腺指數(shù)、前列腺體積明顯高于空白組,各劑量組中大鼠前列腺指數(shù)、前列腺體積較模型組不同程度減少,表明QLN 具有治療大鼠BPH 作用;免疫組化檢測大鼠前列腺組織LN 蛋白表達水平明顯減少,表明LN 蛋白減少與治療BPH具有相關性,與文獻報道一致[17-19]。體外實驗中,QLN 直接購自江蘇天江藥業(yè)成分顆粒劑,未采取含藥血清給藥而是蒸餾水溶解后高壓、超聲助溶方法,在前期研究中已取得成熟穩(wěn)定給藥方法,結果穩(wěn)定可靠[23,10]。在細胞實驗中,經QLN 干預的低、中、高劑量組中細胞存活率呈現(xiàn)不同程度下降,CCK-8 檢測顯示QLN 作用24 h 和48 h 后各組細胞存活率出現(xiàn)不同程度下降,與空白組比較,QLN 藥物濃度越高細胞存活率越低,其中以0.5、1 mg/mL最為顯著;Western blot 檢測發(fā)現(xiàn),QLN 干預細胞培養(yǎng),MMP-2、LN 蛋白表達量明顯降低,TIMP-2 蛋白表達量升高,表明在細胞培養(yǎng)中QLN 能夠有效抑制MMP-2、LN 蛋白表達量并且具有增強TIMP-2 蛋白表達量作用,與體內實驗中QLN 降低BPH 大鼠模型前列腺組織LN 表達水平一致,同時體外實驗中QLN 降低MMP-2 蛋白表達量,提高TIMP-2 蛋白表達量升高,與文獻報道ECM 調控與MMP-2、TIMP-2密切相關,并非單純受MMP-2影響。
綜上所述,本研究證實了QLN 調控前列腺組織細胞MMP-2、TIMP-2 降解LN 從而對BPH 起 到治療作用,具有一定臨床指導意義,后期將圍繞QLN 可能通過調控微小基因片段降解ECM 治療BPH 展開進一步研究,以期深入闡明QLN 治療BPH 機制。