李 倩 陳 臣 胡 燕 謝曉林 劉 濤
新疆醫(yī)科大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830000
腦出血(intracerebral hemorrhage,ICH)為急性腦血管病的一種類型,預(yù)后很差,嚴重威脅人類健康及社會生產(chǎn)力[1-2]。在我國,ICH 所占比例很高,明顯高于西方國家,且給社會及家庭帶來沉重的經(jīng)濟負擔(dān)[3-4]。ICH 后的炎癥反應(yīng)是繼發(fā)性腦損傷的重要因素,小膠質(zhì)細胞被認為是最早激活的炎癥效應(yīng)細胞,活化的小膠質(zhì)細胞有M1 和M2 兩種表型,不同表型的小膠質(zhì)細胞起著損傷和保護的雙重作用,但這一雙重作用的病理改變及其具體機制尚不明確[5-6]。動物實驗研究發(fā)現(xiàn),大黃能明顯改善急性期ICH 大鼠的神經(jīng)功能缺損評分[7-8]。因此,本研究采用大黃的有效成分大黃酸,探討該藥對脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞極化表型及相關(guān)炎癥因子的影響。
1.1.1 實驗細胞及藥物 小膠質(zhì)細胞購于武漢普諾賽生命科技有限公司,小膠質(zhì)細胞培養(yǎng)環(huán)境:MEM、10%FBS 及1%PS,37 ℃,5%CO2,飽和濕度。大黃酸購于上海麥克林生化科技有限公司(貨號:R817294)。
1.1.2 主要試劑與儀器 胎牛血清[蘇州依科賽生物(ExCell Bio)科技股份有限公司,貨號:FND500];MEM培養(yǎng)基(美國Gibco 公司,貨號:FND500);腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒(杭州聯(lián)科生物技術(shù)有限公司,貨號:70-EK182-96);白細胞介素(interleukin,IL)-6 ELISA試劑盒(杭州聯(lián)科生物技術(shù)有限公司,貨號:70-EK106/2-96);IL-1β ELISA 試劑盒(杭州聯(lián)科生物技術(shù)有限公司,貨號:70-EK101B-96);一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)試劑盒(南京建成生物工程研究所,貨號:A014-1);Anti-Human CD86(B7-2)PE(杭州聯(lián)科生物技術(shù)有限公司,貨號:85-12-0869-41);Anti-Human CD206(MMR)PE-Cyanine7(杭州聯(lián)科生物技術(shù)有限公司,貨號:85-25-2069-41)。生物安全柜及CO2細胞培養(yǎng)箱(上海力康儀器有限公司,HF1200LC及Smart Cell HF-90);臺式低速離心機(上海安亭科學(xué)儀器有限公司,型號:TDL-60B);流式細胞儀(美國BD 公司,貨號:LSRFortessa)。
1.2.1 CCK-8 檢測細胞活力 取生長狀態(tài)良好的小膠質(zhì)細胞,制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至96孔板中(100 μl/孔),培養(yǎng)過夜細胞貼壁后,取生長狀態(tài)良好,匯合率達90%的小膠質(zhì)細胞,胰酶消化細胞后,用培養(yǎng)基制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至培養(yǎng)板中,置37 ℃、飽和濕度、5%CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h 待細胞貼壁后,將細胞分為7 組,每組5個復(fù)孔。空白組以完全培養(yǎng)基常規(guī)培養(yǎng),LPS 組加入1 μg/ml LPS 誘導(dǎo)4 h,不同大黃酸組分別用0.1、1、10、20、50 μmol/L 大黃酸預(yù)處理2 h 后,加入1 μg/ml LPS 誘導(dǎo)4 h[9]。干預(yù)完成后,收集上清,各孔加入100 μl 10%的CCK-8 溶液,并在培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育,在1 h后,使用酶標(biāo)儀檢測450 nm 處的OD 值。
1.2.2 細胞形態(tài)觀察 根據(jù)CCK-8 檢測結(jié)果,最終確定大黃酸低、中、高劑量組分別為1、10、20 μmol/L,即分為空白組,LPS 組,大黃酸低、中、高劑量組,每組3個復(fù)孔。干預(yù)完成后,放置于倒置顯微鏡上,觀察小膠質(zhì)細胞形態(tài),并取3 個視野拍照。
1.2.3 流式細胞術(shù)檢測細胞中CD86+(M1 型)和CD206+(M2 型)的比例 按上述干預(yù)完成后,收集細胞,PBS 重懸洗滌2 次,離心,棄上清。加入PBS 計數(shù)至1×107/ml,吸取100 μl 細胞懸液至流式管中,每管加入5 μl CD86-PE、CD206 PE-Cy7 抗體;4 ℃避光孵育20 min,離心,棄上清,用400 μl 預(yù)冷的PBS 重懸細胞,過200 目無菌篩網(wǎng);上流式細胞儀檢測CD86+、CD206+細胞比例。
1.2.4 采用ELISA 檢測細胞培養(yǎng)上清液中TNF-α、IL-1β、IL-6 的含量 取上述分組細胞上清液,進行TNF-α、IL-1β、IL-6 含量檢測,參考試劑盒方法進行試劑配置,將各種試劑移至室溫平衡至少0.5 h,加入300 μl 洗液靜置浸泡30 s,棄洗液將微孔板拍干,標(biāo)準(zhǔn)孔加入100 μl,2 倍倍比稀釋的標(biāo)準(zhǔn)品??瞻卓准尤?00 μl 培養(yǎng)基,樣本孔加入100 μl 細胞培養(yǎng)上清,每孔加50 μl 稀釋的檢測抗體,室溫孵育1.5 h,棄液,每孔300 μl 洗液洗板6 次,每孔加100 μl 稀釋的辣根過氧化物酶標(biāo)記的鏈霉親和素,室溫孵育30 min。再次封板振蕩室溫孵育1.5 h,每孔加100 μl 顯色底物,避光室溫孵育5~30 min,每孔加100 μl 終止液,顏色出現(xiàn)變化,30 min 內(nèi)使用酶標(biāo)儀進行雙波長檢測。
1.2.4 細胞中誘導(dǎo)型NOS(inducible nitric oxide synthase,iNOS)水平檢測 取生長狀態(tài)良好匯合率達90%的小膠質(zhì)細胞,用完全培養(yǎng)基制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至6 孔板中(2 ml/孔),培養(yǎng)過夜細胞貼壁后,按照上述實驗方法進行干預(yù),同時準(zhǔn)備對照組細胞,每組6 個復(fù)孔;干預(yù)完成后,收集細胞進行iNOS 含量檢測,參考試劑盒相關(guān)方法。
采用SPSS 23.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,比較采用t 檢驗。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
大黃酸各濃度組OD 值與空白組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 大黃酸干預(yù)后HMC3 增殖情況()
表1 大黃酸干預(yù)后HMC3 增殖情況()
注LPS:脂多糖。
各組HMC3 細胞形態(tài)均正常。見圖1。
圖1 不同濃度大黃酸干預(yù)后HMC3 細胞形態(tài)(n=3)
與空白組比較,LPS 組CD86+表達量升高,CD206+表達量降低(P<0.05);與LPS 組比較,大黃酸中、高劑量組CD86+表達量降低,CD206+表達量升高(P<0.05);與大黃酸低劑量組比較,大黃酸中、高劑量組CD86+表達量降低、CD206+表達量升高(P<0.05)。見圖2、表2。
圖2 流式檢測各組細胞表面CD86+、CD206+比例(n=3)
表2 大黃酸干預(yù)后各組細胞中CD86+、CD206+表達情況(%,)
表2 大黃酸干預(yù)后各組細胞中CD86+、CD206+表達情況(%,)
注 與空白組比較,aP<0.05;與LPS 組比較,bP<0.05;與大黃酸低劑量組比較,cP<0.05。LPS:脂多糖。
與空白組比較,LPS 組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量升高(P<0.05)。與LPS 組比較,大黃酸中、高劑量組IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量降低(P<0.05)。與大黃酸低劑量組比較,大黃酸中、高劑量組IL-1β、IL-6、TNF-α 低表達量降低(P<0.05)。見表3。
表3 大黃酸干預(yù)后各組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量比較()
表3 大黃酸干預(yù)后各組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量比較()
注 與空白組比較,aP<0.05;與LPS 組比較,bP<0.05;與大黃酸低劑量組比較,cP<0.05;IL:白細胞介素;TNF-α:腫瘤壞死因子-α:LPS:脂多糖。
與空白組比較,LPS 組iNOS 表達量升高(P<0.05)。與LPS 組比較,大黃酸低、中、高劑量組iNOS 表達量降低(P<0.05)。見表4。
表4 大黃酸干預(yù)后各組iNOS 活性檢測結(jié)果比較()
表4 大黃酸干預(yù)后各組iNOS 活性檢測結(jié)果比較()
注 與空白組比較,aP<0.05;與LPS 組比較,bP<0.05。iNOS:誘導(dǎo)型一氧化氮合酶;LPS:脂多糖。
ICH 屬中醫(yī)學(xué)“中風(fēng)”范疇。該病多由肝腎虧虛、肝陽上亢、臟腑氣血逆亂、腦絡(luò)受損所致,臨床上多伴有大便秘結(jié),腑氣不通,證屬本虛標(biāo)實,“痰瘀交結(jié),氣血逆亂,腑氣不通”是其急性期病機關(guān)鍵[10-11]。此病病機雖復(fù)雜,然不外乎風(fēng)、火、氣、虛、痰、瘀,同時該病多以肝腎虧虛為本,屬本虛標(biāo)實[12-13]。腦者元神之腑,其氣與臟腑之氣相通,臟腑功能逆亂易突發(fā)該病,且元神亦易被風(fēng)、火、痰、瘀所侵擾,致“痰瘀交結(jié),氣血逆亂,腑氣不通”?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》首次提到大黃,功效“下瘀血,……蕩滌腸胃,推陳致新”。因此,急性中風(fēng)即投此藥,則腑氣暢通,升降歸位,氣血條暢,顱壓得降,血腫消退,諸癥皆消。
當(dāng)發(fā)生ICH 時,小膠質(zhì)細胞是首先被激活的炎癥效應(yīng)細胞,活化的小膠質(zhì)細胞能夠分泌大量的趨化因子、炎癥因子、蛋白酶、其他細胞毒性產(chǎn)物,增加炎癥細胞聚集,出現(xiàn)炎癥放大級聯(lián)效應(yīng),加重神經(jīng)損傷[14-15]?;罨男∧z質(zhì)細胞可以分為M1 和M2 兩種表型,M1樣表型的激活主要發(fā)生在ICH 急性期,M2 樣表型發(fā)生在亞急性和慢性期,有助于吞噬細胞碎片和血腫清除[16-17]。研究發(fā)現(xiàn),腦出血后3~6 h M1 型小膠質(zhì)細胞數(shù)量明顯上升,而M2 型小膠質(zhì)細胞升高晚1 d 且持續(xù)時間更短[18]。在ICH 中驅(qū)動小膠質(zhì)細胞向M2 極化,可以減輕炎癥反應(yīng)達到神經(jīng)保護的作用[19-20]。丁苯酞可以促進小膠質(zhì)細胞M2 極化,從而減輕ICH 炎癥損傷[21]。此外,抑制小膠質(zhì)細胞炎癥反應(yīng)和自噬,能夠顯著減輕ICH 小鼠腦水腫,改善其神經(jīng)功能[22-23]。本研究發(fā)現(xiàn),大黃酸在干預(yù)LPS 誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞極化表型中M1 比例較低,而M2 型比例較高,下調(diào)IL-1β、IL-6、TNF-α 高等炎癥因子表達。由此可見,大黃酸通過抑制其向M1 表型轉(zhuǎn)化或誘導(dǎo)其向M2 表型轉(zhuǎn)化,從而減輕ICH 后炎癥反應(yīng)。
iNOS 作為誘導(dǎo)酶,產(chǎn)生的一氧化氮能夠?qū)е卵趸瘧?yīng)激和腦水腫,在神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用重要[24]。研究表明抑制iNOS 的表達,能有效改善ICH 大鼠神經(jīng)功能[25]。瑞芬太尼抑制了iNOS 的表達,亦能改善大鼠腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)功能[26]。本研究中大黃酸干預(yù)LPS 誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞后,iNOS 表達下調(diào),與同行研究結(jié)果一致。此研究結(jié)果,可為ICH 的治療提供一定的理論基礎(chǔ),亦為今后的臨床研究提供一種思路或選擇。
利益沖突聲明:本文所有作者均聲明不存在利益沖突。