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竹节参醇提物对LPS诱导RAW264.7细胞炎症的保护作用



全 文 :[收稿日期] 20130606(025)
[基金项目] 国家自然科学基金项目(81100957);湖北省自然科学基金项目(2010CDB10703) ;三峡大学博士启动基金项目
(KJ2009B077)
[第一作者] 代艳文,在读硕士,从事中药药理研究,Tel:0717-6397466,E-mail:dyw891122@ 163. com
[通讯作者] * 王婷,医学博士,副教授,从事中药药理研究,Tel:0717-6397466,E-mail:tingting0301@ 126. com
竹节参醇提物对 LPS诱导 RAW264. 7 细胞炎症的保护作用
代艳文1,2,杨莉1,万静枝1,袁丁1,王婷1*
( 1. 三峡大学医学院,湖北 宜昌 443002; 2. 三峡大学化学与生命科学学院,湖北 宜昌 443002)
[摘要] 目的:观察竹节参醇提物对脂多糖(LPS)刺激小鼠单核巨噬白血病细胞 RAW264. 7 细胞炎症保护作用的初步
探讨。方法:用不同质量浓度的竹节参醇提物处理 RAW264. 7细胞,噻唑蓝(MTT)法检测细胞活性;检测 LPS刺激的 RAW264. 7
细胞一氧化氮(NO)释放量以及竹节参醇提物干预后 RAW264. 7细胞 NO释放量;酶联免疫吸附(ELISA)法检测肿瘤坏死因子-α
(TNF-α)、白介素 1β(IL-1β)分泌;聚合酶链反应(PCR)法检测诱导型一氧化氮合酶(iNOS)mRNA 的表达;免疫印迹(Western
blot)法检测胞浆胞核核转录因子-κB(NF-κB)蛋白表达。结果:竹节参醇提物作用 RAW264. 7 细胞的安全范围 < 100 mg·L -1;
LPS的用药质量浓度为 1 mg·L -1;与 LPS模型组相比,竹节参醇提物 0. 1,1,10,40 mg·L -1能有效抑制 NO释放(抑制率分别为
31. 2%,41%,46. 1%,55. 2%)和抑制 TNF-α,IL-1β的分泌(P < 0. 05 或 P < 0. 01);竹节参醇提物 10,40 mg·L -1能下调 LPS模
型组 iNOS mRNA表达且抑制 NF-κB的核移位。结论:竹节参醇提物对 LPS刺激的 RAW264. 7 细胞炎症具有保护作用,其保
护机制可能与调控 NF-κB通路,进而抑制 NO的释放,降低 TNF-α,IL-1β,iNOS表达有关。
[关键词] 竹节参醇提物;RAW264. 7 细胞;脂多糖;抗炎;肿瘤坏死因子-α;白介素 1β;一氧化氮;一氧化氮合酶
[中图分类号] R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2014)02-0163-04
[doi] 10. 11653 /syfj2014020163
Protective Effect of Panax japonicus Ethanol Extract on the
Inflammation of RAW264. 7 Cells Induced by LPS
DAI Yan-wen1,2,YANG Li1,WAN Jing-zhi 1,YUAN Ding 1,WANG Ting1*
(1. Medical College of China Three Gorge University,Yichang 443002,China;
2. Chemistry and life science College of China Three Gorges University,Yichang 443002,China)
[Abstract] Objective:To observe the protective effect of Panax japonicus ethanol extract on the
inflammation of mice mononuclear macrophage RAW264. 7 cells induced by lipopolysaccharide (LPS). Method:
The RAW264. 7 cells were treated with different concentration of P. japonicus ethanol extract,cell viability was
determined with MTT method;the nitric oxide (NO)release of RAW264. 7 cells stimulated by LPS and treated
with LPS and P. japonicus ethanol extract was detected with Griess. ELISA were used to detect the expression of
Tumor necrosis factor-α (TNF-α),interleukin 1β (IL-1β) ;nitric oxide synthase mRNA (iNOS mRNA)and
neclear factor-κB (NF-κB)was tested by PCR and Western bolt respectively. Result:The safe range of ethanol
extract of P. japonicus is less than 100 mg·L -1;Concentration of LPS was 1 mg·L -1;Compared with the LPS
model group,P. japonicus ethanol extract 0. 1,1,10,40 mg·L -1 could inhibit the of NO effectively,the
inhibition rates were 31. 2%,41%,46. 1%,55. 2%,and inhibit the release of TNF-α,IL-1β,with significant
difference (P < 0. 05 or P < 0. 01);P. japonicus ethanol extract 10,40 mg·L -1 could down-regulate the
expression of iNOS mRNA and inhibit NF-κB nuclear translocation. Conclusion:P. japonicus ethanol extract has
protective effects on RAW264. 7 cells stimulated by LPS,the mechanism of P. japonicus ethanol extract may be
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第 20 卷第 2 期
2014 年 1 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 20,No. 2
Jan.,2014
related to its regulation on NF-κB signal pathway,thereby inhibiting the release of NO and reducing the expression
of TNF-α,IL-1β and iNOS.
[Key words] Panax japonicus ethanol extract;RAW264. 7 cells;LPS;anti-inflammatory;TNF-α;
IL-1β;NO;iNOS
竹节参是我国名贵中草药,具有滋补强壮、散瘀
止痛、止血祛痰等多种药效。竹节参醇提物主要以
齐墩果烷型皂苷为主,尚有少量达玛烷型皂苷,另含
有竹节参多糖、挥发油等。药理研究显示,竹节参及
其活性成分具有抗炎等多种药理作用。基于此,本
研究拟建立 LPS 致小鼠单核白血病巨噬细胞株
RAW264. 7 炎症模型,探讨竹节参醇提物的抗炎效
果,为竹节参的研究及开发利用提供理论基础。
1 材料
1. 1 药品与试剂 竹节参采自湖北恩施椿木营竹
节参种植基地,经三峡大学湖北省天然产物研究与
利用重点实验室邹坤教授鉴定为五加科人参属植物
Panax japonicus C. A. Mey。醇提物干粉在本实验
室提得,取竹节参干燥根茎粗粉,加入 60%乙醇加
热回流 3 次,合并滤液后浓缩干燥,得竹节参醇提物
粉末,得率 25. 8%,实验前用 PBS 溶解配成 1 000
mg·L -1的母液,再用培养基稀释至所需质量浓度;
小鼠 RAW264. 7 细胞,细胞系购于中国科学院上海
细胞库。DMEM 高糖培养基(Gibico 公司,批号
884684);胎牛血清 (杭州四季清公司,批号
100607);脂 多 糖 (LPS,Sigma 公 司,批 号
110M4086V);Trizol,DEPC,PCR 扩增试剂盒[生工
生物 工 程 (上 海)有 限 公 司,批 号 A7107-1,
SJ0312B4013J 和 12091564F];PrimeScript  RT
reagent Kit With gDNA Eraser[宝生物工程(大连)有
限公司,批号 BK401];一氧化氮(NO)试剂盒(碧云
天生物公司,批号 S0021-3);肿瘤坏死因子-α(TNF-
α)、白介素 1β(IL-lβ)ELISA试剂盒(上海欣博盛生
物科技有限公司,批号 M121015-12a、M121029-
07a);NF-κB 抗体(Cell Signaling Technology 公司,
批号 L8F6);β-actin、一氧化氮合酶(iNOS)引物(上
海 生 工 合 成,批 号 8302054112、830254113 和
830205114、830254115);MTT(武汉博士德生物公
司,批号 AR1156);ECL试剂盒(武汉科瑞生物有限
公司,批号 P1010);胞浆胞核蛋白提取试剂盒和
BCA蛋白定量试剂盒(北京普利莱基因技术有限公
司,批号 P1200、P1511)。
1. 2 仪器 NU-4750E 型二氧化碳培养箱(Nu Aire
公司),CKX41 倒置显微镜(日本,Olympus 公司)
SW-4T-2F洁净工作台(上海博讯实业有限公司医疗
设备厂),CT15RT 高速冷冻离心机(上海天美生化
仪器设备工程有限公司),Thermo 全波长酶标仪(芬
兰,Tecan Inpinifetm 200),9902 型 PCR 扩增仪(新
加坡 AB Applied Biosystems),Gene Genius 凝胶分析
系统(英国 Syngne 公司),165-1801 型 PCR 及
Western电泳仪(美国 Bio-Rad)。
2 方法
2. 1 细胞培养 RAW264. 7 细胞培养于含 10%胎
牛血清的 DMEM 培养液中,置 37 ℃,5% CO2 培养
箱内培养。取对数生长期细胞用于实验。
2. 2 对细胞活力的影响 取对数期 RAW264. 7(调
整细胞密度为 105 个 /mL)细胞悬液接种于 96 孔
板,每孔 100 μL,4 ~ 6 h 贴壁后,设调零孔、空白对
照组(细胞 +培养基)、竹节参醇提物 5,10,20,40,
80,100,200 mg·L -1组,每组 4 个复孔,24 h 后吸取
上清液,每孔加入含 MTT 的培养液,继续培养 4 h,
弃上清,每孔加 150 μL 二甲基亚砜(DMSO),置摇
床上低速震荡 10 min,使结晶充分溶解,在酶联免疫
检测仪 490 nm处测量各孔的吸光度(A)。
2. 3 LPS致炎浓度的确定 取对数期 RAW264. 7
细胞悬液接种 96 孔板,细胞密度为 105 个 /mL,每孔
100 μL,4 ~ 6 h贴壁后加入 LPS 刺激,设置调零孔、
空白对照组、LPS组,LPS刺激质量浓度为 0. 5,1,5,
10,50,100,200 mg·L -1,每组 4 个复孔。24 h 后用
Griess法检测细胞上清液 NO含量。
2. 4 对 LPS 刺激 RAW264. 7 细胞 NO,TNF-α,IL-
1β的影响 取对数期 RAW264. 7 细胞悬液接种 24
孔板,细胞密度为 5 × 105 个 /mL,每孔 1 mL,4 ~ 6 h
贴壁后,同时加入竹节参醇提物 0. 1,1,10,40 mg·
L -1和 LPS 1 mg·L -1作用,设调零孔、空白对照组、
LPS组、LPS +竹节参醇提物组,每组 4 个复孔,24 h
后,用 Griess法检测上清 NO 释放量,ELISA 试剂盒
检测上清 TNF-α,IL-1β分泌情况。
2. 5 iNOS mRNA 表达的检测 采用 PCR 法。取
对数期 RAW264. 7 细胞悬液接种 6 孔板,细胞密度
为 106 个 /mL,每孔 2 mL,4 ~ 6 h 贴壁后,先加入竹
节参醇提物 10,40 mg·L -1保护 12 h,再加入 LPS 1
mg·L -1刺激 12 h,设为调零孔、空白对照组、LPS组、
LPS +竹节参醇提物组,12 h 后,按 Trizol 试剂盒提
取总 RNA,反转录为 cDNA,然后扩增 iNOS 基因。
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 20,No. 2
Jan.,2014
iNOS 引物上游:5-GCCCTGCTTTGTGCGAAG-3;下
游:5-GCCCTTTGTGCTGGGAGTC-3,扩增条件 94
℃ 5 min,94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 40 s,GOTO2,
34 次,72 ℃ 5 min,产物 500 bp;内参 β-actin引物上
游:5-CGTGCGTGACATCAAAGAGAA-3,下游:5-
TGGATGCCACAGGATTCCAT-3,扩增条件 94 ℃ 5
min,94 ℃ 30 s,58 ℃ 40 s,72 ℃ 10 s,GOTO2,34
次,72 ℃ 5 min,产物 201 bp,琼脂糖凝胶电泳检测
iNOS表达情况。
2. 6 RAW264. 7 胞浆胞核 NF-κB 蛋白表达检测
采用 Weetern blot 法。分组剂量同 2. 5。取对数期
RAW2647 细胞悬液(调细胞密度为 5 × 105 /mL,接
种 6 孔板,每孔 2 mL,4. 6 h 贴壁后,先加入竹节参
总提物 10,40 mg·L -1,保护 20 h,再加入 1 mg·L -1
LPS刺激 4 h,2 h后,提取胞浆胞核蛋白,检测细胞
NF-κB蛋白表达情况,采用 BCA蛋白定量法检测各
组细胞胞浆胞核浓度,95 ℃灭活蛋白 5 ~ 10 min,
SDS-PAGE凝胶电泳,转膜,ECL显色。
2. 7 统计学处理 采用 GraphPad Prism 5 软件,
PCR与 Western数据采用 Image J软件分析,组间用
单因素方差分析,P < 0. 05 为差异有统计学意义。
3 结果
3. 1 对细胞活力的影响 竹节参醇提物 5 ~ 100
mg·L -1时对细胞活力无明显影响,200 mg·L -1时,
与空白对照组相比,细胞活力明显下降至 54. 8%
(P < 0. 01)。见图 1。
与空白对照组比1)P < 0. 05,2)P < 0. 01(图 2 同)
图 1 竹节参醇提物对 RAW264. 7 细胞活力的影响(珋x ± s,n = 4)
3. 2 LPS 致炎浓度的确定 LPS 能有效诱导
RAW264. 7 细胞释放 NO,与空白对照组相比,1 mg·
L -1 LPS 刺激的 RAW264. 7 细胞释放 NO 是正常组
的 2. 4 倍(P < 0. 01),并呈剂量依赖性。见图 2。
图 2 LPS致 RAW264. 7 细胞 NO释放量的影响(珋x ± s,n = 4)
3. 3 对 LPS 刺激 RAW264. 7 细胞 NO,TNF-α,IL-
1β的影响 与空白对照组相比,LPS组处理后,NO,
TNF-α,IL-1β释放量显著升高;与 LPS 组相比,竹节
参醇提物各组均能显著抑制 NO(0. 1,1,10,40 mg·
L -1的抑制率为 31. 2%,41%,46. 1%,55. 2%),
TNF-α,IL-1β释放量。见图 3。
与空白对照组相比 1)P < 0. 05,2)P < 0. 01;与模型组相比 3)P < 0. 05,4)P < 0. 01(图 4-5 同)
图 3 竹节参醇提物对 LPS刺激 RAW264. 7 细胞 NO,TNF-α,IL-1β释放量的影响(珋x ± s,n = 4)
3. 4 对 iNOS mRNA表达的影响 与空白对照组相
比,LPS模型组 iNOS mRNA 表达显著升高;与 LPS
组相比,竹节参醇提物各剂量组均能显著抑制 iNOS
mRNA表达。见图 4。
3. 5 对胞浆胞核 NF-κB 蛋白表达的影响 与空白
对照组相比,LPS 模型组胞浆内 NF-κB 蛋白表达降
低,胞核内 NF-κB 蛋白表达升高;与 LPS 组相比,竹
节参醇提物能升高胞浆内 NF-κB 蛋白表达,降低胞
核内 NF-κB蛋白表达。见图 5。
4 讨论
体内有数十种炎症介质参与了炎症反应,其中
NO ,IL-1β,TNF-α 是重要的炎症细胞因子,均可促
进炎症反应和组织损伤[2]。研究发现,竹节参及其
活性成分具有抗炎等多种药理活性[3-4]。本实验发
·561·
代艳文,等:竹节参醇提物对 LPS诱导 RAW264. 7 细胞炎症的保护作用
图 4 竹节参醇提物对 LPS刺激
RAW264. 7 细胞 iNOS mRNA表达的影响(珋x ± s,n = 4)
图 5 竹节参醇提物对 LPS刺激 RAW264. 7
胞浆胞核 NF-κB蛋白表达的影响(珋x ± s,n = 3)
现,当竹节参醇提物在 100 mg·L -1以下时对细胞无
明显影响,提示其安全用药范围在≤100 mg·L -1。
NO 参与多种生理和病理过程。在体内 NO 是由
NOS催化 L-精氨酸(L-Arg)产生。NOS 主要包括神
经型(nNOS)、内皮型(eNOS)和诱导型(iNOS)3 种,
其中 iNOS主要是在炎症和免疫刺激下表达,进而
催化 NO 持续生成,过量 NO 则会促进炎症性疾病
的发生和发展[5-6]。竹节参醇提物各剂量均能有效
抑制 LPS组 NO的释放。TNF-α在机体的免疫中发
挥着重要作用。IL-1β 由激活的单核和巨噬细胞分
泌,内毒素能够诱导其产生,是机体早期炎症的标志
物,主要生物学特性是介导炎症反应,此外还能诱导
炎性因子如 IL-6,IL-8 等的产生[7-8]。本实验发现,
竹节参各剂量组均能显著抑制 TNF-α和 IL-1β 释放
及 iNOS mRNA表达。NF-κB是早期核转录因子,参
与免疫反应的早期和炎症反应各阶段的许多分子都
受 NF-κB 的调控,在静息状态下,NF-κB 和 IκB 形
成复合体存在于胞浆中。当受到刺激后,IκB 激酶
复合体(IκB kinase,IKK)活化将 IκB 磷酸化,使
NF-κB与 IκB 解离,游离的NF-κB迅速移位到细胞
核,诱导相关基因转录。本实验结果显示,当
RAW264. 7 细胞受到 LPS 刺激后,NF-κB 发生了核
移位,而竹节参醇提物能抑制 NF-κB的核移位。
综上,竹节参醇提物对 LPS 刺激的 RAW264. 7
细胞炎症具有一定的保护作用,其保护机制可能与
其能调控 NF-κB 通路,进而抑制 NO 的释放、降低
iNOS,TNF-α和 IL-1β 表达有关。但调控 NF-κB 的
上游分子很多,竹节参醇提物如何通过上游分子调
控 NF-κB仍需进一步研究。
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[责任编辑 李玉洁]
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