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鼠尾草酚对肿瘤坏死因子-α诱导HT-29细胞趋化因子表达的影响



全 文 :Chin J Clin Pharmacol 1325
Vol. 32 No. 14 July 2016(Serial No. 220)
鼠尾草酚对肿瘤坏死因子 - α诱导 HT - 29 细胞
趋化因子表达的影响
Effect of carnosol on chemokines expression in tumor necrosis factor - α - induced
HT -29 cells
收稿日期:2016 - 04 - 10
修回日期:2016 - 05 - 13
基金项目:西南医科大学附属医院博士人才基
金资助项目(201143)
作者简介:姚晖(1974 - ),男,讲师,博士,主要
从事胃肠肿瘤和炎性肠病的基础与
临床研究
通信作者:徐亮,教授,硕士生导师
MP:13708289307
E - mail:xl08289307@ 163. com
姚 晖,夏 冬,王明明,
陈旺盛,任 磊,徐 亮
(西南医科大学 附属医院 胃肠外科,四川 泸
州 646000)
YAO Hui,XIA Dong,
WANG Ming - ming,
CHEN Wang - sheng,REN Lei,
XU Liang
(Department of Gastrointestinal Surgery,
The Affiliated Hospital of Southwest
Medical University, Luzhou 646000,
Sichuan Province,China)
摘要:目的 探讨鼠尾草酚对肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)诱导 HT - 29 细胞趋
化因子表达的影响及其作用机制。方法 将 HT - 29 细胞分为空白对照组
(DMEM培养液)、TNF - α组(10 ng·mL -1 TNF - α)、低、中、高剂量鼠尾草酚组
(10 ng·mL -1 TNF - α + 10,20,40 μmol· L -1 鼠尾草酚)和阳性对照组
(10 ng·mL -1 TNF - α + 40 μmol·L -1吡咯烷二硫代氨基甲酸盐)。用 CCK - 8
法检测 HT - 29 细胞活力,用酶联免疫吸附法检测白细胞介素 - 8(IL - 8)和单
核细胞趋化蛋白 - 1(MCP - 1)的表达,用 Western - blot 方法检测核转录
因子 - κB(NF - κB)p65 的表达。结果 空白对照组、TNF - α组、低、中、高剂量
鼠尾草酚组和阳性对照组的 OD 值分别为(1. 21 ± 0. 04),(1. 17 ± 0. 06) ,
(1. 16 ± 0. 04) ,(1. 15 ± 0. 05) ,(1. 15 ± 0. 05) ,(1. 18 ± 0. 05) ,6 组的 HT - 29 细
胞活力比较差异无统计学意义(P > 0. 05)。TNF - α组的 IL - 8 和MCP - 1 表达
分别为(4942. 00 ± 220. 30),(2299. 00 ± 273. 38)pg·mL -1,均明显高于空白对
照组的(841. 67 ± 27. 15),(140. 67 ± 23. 54)pg·mL -1(P < 0. 05)。低、中、高剂
量鼠尾草酚组和阳性对照组的 IL - 8 表达分别为(4136. 33 ± 253. 00),
(3156. 00 ± 241. 89) ,(2585. 67 ±185. 04) ,(2652. 67 ± 219. 55)pg·mL -1,MCP - 1
表达分别为(1980. 67 ± 167. 02),(1259. 33 ± 256. 66) ,(851. 00 ± 161. 16) ,
(1452. 00 ± 256. 66)pg·mL -1,均明显低于 TNF - α组(P < 0. 05)。低、中、高剂
量鼠尾草酚组和阳性对照组的 NF - κB p65 表达较 TNF - α 组显著下降
(P < 0. 05)。结论 鼠尾草酚能抑制 TNF - α诱导HT -29细胞趋化因子 IL -8和
MCP -1的表达,其作用机制可能与抑制 TNF - α诱导的 NF - κB通路激活有关。
关键词:鼠尾草酚;肿瘤坏死因子 - α;趋化因子;核转录因子 - κB
DOI:10. 13699 / j. cnki. 1001 - 6821. 2016. 14. 022
中图分类号:R97 文献标志码:A
文章编号:1001 - 6821(2016)14 - 1325 - 04
Abstract:Objective To study the effect of carnosol on chemokines ex-
pression in tumor necrosis factor - α (TNF - α)- induced HT -29 cells
and its mechanism. Methods Cells were divided into control group
(DMEM medium),TNF - α group(10 ng·mL -1 TNF - α),low,
medium,high - dose carnosol groups (10 ng·mL -1 TNF - α + 10,
20,40 μmol·L -1 carnosol)and positive control group (10 ng·mL -1
TNF - α + 40 μmol·L -1 ammonium pyrrolidinedithiocarbamate). Cell
counting kit - 8 (CCK - 8)were used for analysis of HT - 29 viability.
The expression of interleukin - 8 (IL - 8)and monocyte chemoattractant
protein - 1 (MCP - 1)were examined by enzyme linked immunosorbent
assay. The expression of nuclear factor - κB (NF - κB) p65 were
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evaluated by Western - blot. Results The optical densities were (1. 21 ± 0. 04),(1. 17 ± 0. 06) ,(1. 16 ± 0. 04) ,
(1. 15 ± 0. 05) ,(1. 15 ± 0. 05) ,(1. 18 ± 0. 05)in control,TNF - α,low - dose,medium - dose,high - dose and
positive control group,also,there were no significant differences on cell viability in six groups (P > 0. 05). The ex-
pressions of IL - 8 and MCP -1 were (4942. 00 ± 220. 30) ,(2299. 00 ± 273. 38)pg·mL -1 in TNF - α group,which
were significantly higher than those in control group [(841. 67 ± 27. 15) ,(140. 67 ± 23. 54)pg·mL -1,P < 0. 05].
Among the low - dose,medium - dose,high - dose and positive control group,the expressions of IL - 8 were
(4136. 33 ± 253. 00),(3156. 00 ± 241. 89) ,(2585. 67 ± 185. 04) ,(2652. 67 ± 219. 55)pg·mL -1 and MCP - 1
were (1980. 67 ± 167. 02),(1259. 33 ± 256. 66) ,(851. 00 ± 161. 16) ,(1452. 00 ± 256. 66)pg·mL -1,which were
significantly lower than those in TNF - α group. The expression of NF - κB p65 in low,medium,high - dose carnosol
groups were significantly lower than those of TNF - α group (P < 0. 05). Conclusion Carnosol can inhibit the
expression of IL - 8 and MCP -1 in TNF - α - induced HT -29 cells,which may associate with inhibition of TNF - α
- induced NF - κB pathway activation.
Key words:carnosol;tumor necrosis factor - α;chemokine;nuclear factor - κB
肠道内环境是由免疫、上皮、内皮、间质和神经细
胞构成的精细协调网络,其中肠上皮细胞(IEC)能够
产生多种趋化因子[如白细胞介素 - 8(IL - 8)和单核
细胞趋化蛋白 - 1(MCP -1)]、促炎因子[如肿瘤坏死
因子 - α(TNF - α)、IL - 1]及其它炎症信号以调节肠
黏膜炎症反应[1]。鼠尾草酚是一种源自植物迷迭香
提取物的多酚类单体,其具有抗炎、抗氧化和抗增殖
作用[2 - 3]。本研究旨在探讨鼠尾草酚对 TNF - α诱导
肠上皮细胞株 HT -29 的 IL - 8、MCP - 1 表达的影响
及分子机制。
材料与方法
1 材料
细胞株 HT - 29 细胞,购自中国科学院上海细
胞库。
药品与试剂 鼠尾草酚,规格:每瓶 1 mg,批号:
127606 - 6,美国 Caymen 公司生产;TNF - α,规格:每
瓶 1 mg,批号:0805CY25 - 2,美国 Invitrogen 公司生
产;吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC),规格:每瓶 2
g,批号:P2297,美国 Sigma 公司生产。CCK - 8 检测
试剂盒,上海同仁化学研究所生产;人 IL - 8 和
(MCP -1)酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒,美国 R&D
公司生产;小鼠抗人 GAPDH 单克隆抗体,美国 Santa
cruz 生物公司生产;兔抗人核转录因子 - κB
(NF - κB)p65 单克隆抗体,美国 Cell signaling 公司生
产;羊抗小鼠二抗 IgG - HRP、羊抗兔二抗 IgG - HRP,
北京博奥森生物技术有限公司生产;RIPA 蛋白抽提
液,上海申能博彩公司生产;全蛋白提取试剂盒,南京
凯基生物科技发展有限公司生产;胞浆蛋白 -核蛋白
抽提试剂盒,浙江宁波 Viagene公司生产;ECL化学发
光检测试剂盒,北京普利莱公司生产。
仪器 Multiskan MK3 全自动酶标仪,芬兰Thermo
公司产品;VCX130 超声波细胞破碎仪,美国Sonics公
司产品。
2 实验方法
2. 1 细胞培养
HT -29 细胞用含 10% FBS 的 DMEM 培养液(含
青霉素 100 U·mL -1,链霉素 100 U·mL -1),置于 37
℃,5%CO2饱和湿度培养箱培养,2 ~ 3 d更换培养液。
2. 2 分组与给药方法
HT -29 细胞接种于培养皿,37 ℃培养箱中培养
48 h,生长至 90%密度。换成无血清培养基,使其同
步化 12 h。将实验细胞分为空白对照组(DMEM培养
液)、TNF - α组(10 ng·mL -1 TNF - α)、低、中、高剂
量鼠尾草酚组(10 ng·mL -1 TNF - α + 10,20,40
μmol·L -1鼠尾草酚)和阳性对照组(10 ng·mL -1
TNF - α + 40 μmol·L -1 PDTC)。细胞同步化后,空
白对照组不加任何药物继续培养 24 h;TNF - α 组继
续培养 18 h后加入 TNF - α 刺激 6 h;低、中、高剂量
鼠尾草酚组和阳性对照组,先用不同剂量鼠尾草酚或
PDTC预处理 18 h,再加入 TNF - α刺激 6 h。
3 观察指标
用 CCK -8法检测细胞活力 细胞同步化,分组后
再培养24 h,每组设3个复孔。每孔加入CCK -8 10 μL,
培养 2 h,用酶标仪于 450 nm处测定光密度(OD值)。
用 ELISA检测 IL -8 和MCP -1 蛋白水平[4]
根据试剂盒说明书进行操作,用双抗体夹心酶标免疫
分析法测定标本中 IL - 8 和 MCP -1 水平。往包被单
抗的微孔中依次加入制备好的细胞培养上清液、生物
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素化的抗人 IL - 8 和 MCP - 1 抗体、HRP 标记的亲和
素,TMB显色底物。用酶标仪于 450 nm 处测定 OD
值,每个样品设 3 个复孔。
用Western blot法检测细胞核 NF - κB p65 蛋白
表达[5] 用试剂盒提取 HT - 29 细胞总蛋白及核蛋
白,经 10% SDS - PAGE电泳后转 PVDF 膜。将 PVDF
膜封闭后,室温下摇床孵育一抗 1 h(兔抗人 NF - κB
p65 单克隆抗体、鼠抗人 GAPDH 单克隆抗体)。漂洗
后的 PVDF 膜,室温下摇床孵育二抗 1 h(羊抗兔
IgG - HRP、羊抗小鼠 IgG - HRP);用增强化学发光法
(ECL)检测目的蛋白条带。以 GAPDH作为内参。
4 统计学处理
用 SPSS 18. 0 软件进行统计分析。数据用珋x ± s表
示,多样本比较用单因素方差分析,两样本间的比较
用配对 t检验。
结 果
1 6 组 HT -29 细胞活力的比较
空白对照组、TNF - α 组、低、中、高剂量鼠尾草酚
组和阳性对照组的 OD 值分别为(1. 21 ± 0. 04),
(1. 17 ± 0. 06) ,(1. 16 ± 0. 04) ,(1. 15 ± 0. 05) ,
(1. 15 ± 0. 05) ,(1. 18 ± 0. 05) ,这表明 6 组 HT - 29
细胞活力比较差异无统计学意义(P > 0. 05)。结果见
表 1 和图 1。
2 鼠尾草酚和 PDTC对 TNF - α诱导 HT -29 细胞
IL -8 和MCP -1 的表达
TNF - α 组的 IL - 8 和 MCP - 1 表达分别为
(4942. 00 ± 220. 30),(2299. 00 ± 273. 38)pg·mL -1,
均明显高于空白对照组的 (841. 67 ± 27. 15),
(140. 67 ± 23. 54)pg · mL -1,差异有统计学意义
(P < 0. 05)。低、中、高剂量鼠尾草酚组和阳性对照组的
IL -8表达分别为(4136. 33 ±253. 00),(3156. 00 ±241. 89),
(2585. 67 ±185. 04),(2652. 67 ±219. 55)pg·mL-1,MCP -1
表达分别为(1980. 67 ± 167. 02),(1259. 33 ± 256. 66),
(851. 00 ±161. 16),(1452. 00 ±256. 66)pg·mL -1,均明显
低于 TNF - α组,差异有统计学意义(P < 0. 05)。结
果见表 1 和图 2。
表 1 各组 HT - 29 的细胞活力、白细胞介素 - 8(IL - 8)和单核细胞趋化蛋白 - 1(MCP - 1)水平、核转录因子 - κB p65
(NF - κB p65)蛋白表达水平的比较(珋x ± s)
Table 1 Comparison of cell viability,the levels of interleukin - 8(IL - 8)and monocyte chemoattractant protein - 1 (MCP - 1),the pro-
tein expression of nuclear factor - κB p65 (NF - κB p65) (珋x ± s)
Group OD IL - 8(pg·mL -1) MCP - 1(pg·mL -1) NF - κB p65(IOD)
Control 1. 21 ± 0. 04 841. 67 ± 27. 15 140. 67 ± 23. 54 13. 33 ± 3. 51
TNF - α 1. 17 ± 0. 06 4942. 00 ± 220. 29# 2299. 00 ± 273. 38# 106. 67 ± 6. 89#
Low - dose 1. 16 ± 0. 04 4136. 33 ± 253. 00* 1980. 67 ± 167. 02* 80. 33 ± 7. 02*
Medium - dose 1. 15 ± 0. 05 3156. 00 ± 241. 89* 1259. 33 ± 256. 66* 61. 33 ± 15. 60*
High - dose 1. 15 ± 0. 05 2585. 67 ± 185. 04* 851. 00 ± 161. 16* 27. 00 ± 3. 61*
Positive control 1. 18 ± 0. 05 2652. 67 ± 219. 55* 1452. 00 ± 256. 66* -
-:Not data;OD:Optical density;IOD:Integrated optical density;Control group:Dulbecco minimum essential medium;TNF - α group:10 ng·mL -1
tumor necrosis factor - α (TNF - α);Low,medium,high - dose carnosol group:10 ng·mL -1 TNF - α + 10,20,40 μmol·L -1 carnonsol;Positive con-
trol group:10 ng·mL -1 TNF - α + 40 μmol·L -1 ammonium pyrrolidinedithiocarbamate (PDTC);Compared with control group,#P < 0. 05;Compared
with TNF - α group,* P < 0. 05
图 1 6 组 HT - 29 细胞活力的比较
Figure 1 Comparison of cell viability in HT - 29 cells in six
groups
图 2 鼠尾草酚和吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)对
TNF - α诱导下 HT - 29 IL - 8 和 MCP - 1 表达的影响
Figure 2 Effect of carnosol and PDTC on expression of IL - 8
and MCP - 1 in TNF - α induced HT - 29
Compared with control group,#P <0. 05;Compared with TNF -α group,* P <0. 05
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图 3 鼠尾草酚对 TNF - α 诱导下 HT - 29 细胞核 NF - κB
p65 蛋白表达的影响
Figure 3 Effect of carnosol on protein expression of NF - κB
p65 in TNF - α - induced HT - 29
3 鼠尾草酚对 TNF - α 诱导下 HT - 29 细胞核
NF - κB p65 蛋白表达的影响
TNF - α组的 NF - κB p65 较空白对照组明显增
加,低、中、高剂量鼠尾草酚组的 NF - κB p65 较
TNF - α组明显减少。结果见表 1 和图 3。
讨 论
肠上皮细胞是调控肠道固有和适应性免疫的中
间环节,担负着调控针对肠道抗原的黏膜免疫防御反
应的重任[6]。TNF - α在炎症性肠病的发病中起重要
作用,其可以激活 NF - κB 信号通路,使肠上皮细胞
分泌的大量趋化因子,诱导中性粒细胞及淋巴细胞向
炎症组织的趋化和激活,使肠道炎症反应激发和扩
大,引起 IBD 肠道黏膜持续慢性炎症状态及黏膜破
坏[7]。IL - 8(CXCL8)和 MCP -1(CCL2)同属趋化因
子亚家族,在免疫和炎症细胞的定向迁移中起重要作
用[8]。抗 IL - 8 /CXCL8 单克隆抗体(MDX - 018)和
CXCR2 拮抗药(SCH -527123,SB - 656933)已被用于
多种免疫疾病治疗,氨基端修饰的 MCP - 1 拮抗因子
能够对 IBD动物模型显示治疗作用[9]。
本实验结果表明,TNF - α 能诱导肠上皮细胞株
HT -29 大量表达 IL - 8 和 MCP - 1,鼠尾草酚预处理
后 HT - 29 的 IL - 8 和 MCP - 1 表达明显受到抑制,
且这种抑制作用和药物剂量成正比。这提示鼠尾草
酚能抑制 TNF - α 诱导的趋化因子(IL - 8 和
MCP -1)的激活。同时,本实验结果还发现,NF - κB
特异性抑制药 PDTC对 HT - 29 趋化因子分泌有明显
抑制作用,这也证实了 IL - 8 和 MCP - 1 的表达和
NF - κB激活相关。最后,本实验还发现,鼠尾草酚能
明显抑制 TNF - α 诱导下 HT - 29 细胞核 NF - κB
P65 的表达,这说明鼠尾草酚抑制趋化因子表达的作
用可能和抑制 NF - κB 亚基 p65 入核,从而阻断下游
炎症相关基因转录有关。本研究首次发现鼠尾草酚
对HT -29趋化因子 IL - 8 和 MCP - 1 分泌有抑制作
用,其机制可能和抑制肠道炎症反应关键转录因子
NF - κB相关。
参考文献:
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(本文编辑 戴荣源)