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中草药裸花紫珠的细胞学作用机理



全 文 :广东药学院学报 ( A C AD J G CP ) 1 99 5, 11 ( 3 ) : 14 1~ 1 45
· 论 著 ·
中草药裸花紫珠的细胞学作用机理
谢 彬 李 鹉 , 蔡尚达 蔡福筹 刘冬梅 2
(中山医科大学细胞生物学教研室 , 广州 51 。。89 ;
, 广东药学院生物学教研室 ; ’ 广州市儿童医院 )
摘 要 以体外培养的人胚纤维母细胞为对象 ,利用细胞生化技术 , 同位素掺人技术等 ,观察
了中草药裸花紫珠对细胞 D N A 合成 ,细胞生长曲线 ,蛋白质合成与释放及 L D H 同功醉活性的影
响 。 实验结果表明 : ①裸花紫珠的生药浓度在 。 . 4m g /司~ 1 . 6m g /ml 范围内 ,抑制人胚纤维母细胞
的 D N A 合成 . 抑制作用随药物浓度的增加而增加 . ②裸花紫珠的生药浓度在 。 . 4m g / m l~ 1 . Zm g /
m l范围内 .细胞生长曲线右移 ,群落倍增时间及达饱和密度时间均延长 ; ③裸花紫珠的生药浓度在
。 . 4m g / m l~ 1 . Zm g /m l 范围内 ,促进人胚纤维母细胞合成释放蛋白质 ; ④人胚纤维母细胞胞浆内
L D H 活性增高 。 本实验结果提示 ,裸花紫珠在治疗烧伤中 ,可能是通过抑制纤维母细胞的生长 ,促
进蛋白质的合成 ,加强纤维母细胞的代谢功能而起作用的 。 另外 ,裸花紫珠对细胞生长的影响提示
该药同时兼有延缓衰老的作用 .
关链词 裸花紫珠 .人胚纤维母细胞 ; 细胞学作用
中图号 Q 26 ; R 2 64
马鞭草科紫珠属植物 , 是我国 医药宝库的
宝贵遗产 。 紫珠属植物 ,据我国已有的记载来看
计约 4 6 种 [ ,〕。 其中裸花紫珠 ( C a ll ie a p a n u d i f lo r a
H o k
.
et A m
.
) 自古以来就人药治病 , 且应用
范围较广 .2[ 3〕。 七十年代 , 该药开始受到人们的
重视 ,在止血 [’] 、 治疗烧伤阁 、 治疗痔疮 、 预防流
感和代替碘酒 、 酒精作皮肤及粘膜消毒等方
面 .[] ,均有良好的效果 。
对裸花紫珠的药理作用 ,人们已经从临床
方面作了大量的工作 , 认为它具有降低毛细血
管通透性 、 血管收缩使伤 口 的血流速度减慢而
引起止血作用 。 尤其是在治疗烧伤方面 , 其抗菌
谱较广 , 抗感染与收敛作用较强 , 能促进上皮生
长 ,加快创面愈合 , 减少疤痕形成 s1[ 。 然而 ,从细
胞水平探讨其药理作用 , 至今尚未见有报道 。 本
文的 目的在于 ,通过观察裸花紫珠对体外培养
的人胚纤维母细胞 D N A 合成 ,细胞生长及 蛋
白质合成与释放的影响 ,深人探讨该药在细胞
水平上的机理 。
1 材料与方法
1
.
1 裸花紫珠悬液 ( C N S ) 的制备
取裸花紫珠干叶 1 0 克 , 加水浸过药面 , 加
热煮沸一小时后 , 滤出药液 , 药渣同法复煮两
次 ; 将三次滤液合并浓缩至 10 ml ;冷却 , 过滤
得到母液 . 使用时 , 用 H an k ’ s 液稀释并调 p H
值至 7 . 0 。
1
.
2 原代人胚纤维母细胞 ( H E F )的制备与传
代培养
按文献 〔7〕的方法进行 。
1
.
3 D N A 合成量的测定
按 H 一 T d R 掺人法进行测定 : 在 75 ml 的玻
璃培养瓶中接种 104 细胞 , 将所有的培养瓶分
为 5 组 , 分别加人生药浓度为 。 . 4 , 。 . 8 , 1 . 2 及
1
.
6n 、 g加 ! 的裸花紫珠悬液 ,对照组加同体积的
H B S S 液 。 每天各取 3 个细胞瓶加人 l 拌C i 的 H 3
一 T d R (中国原子能科学研究所产品 ,放射性浓
度为 l m iC /m ! ) , 37 ℃培养 2 小时后 , 收集细胞
做液闪测定 ( B e e km a n L S 6 0 0 o I C U S A ) 。
1
.
4 培养基中蛋白质含量的测定
细胞接种后第 3 天 , 用 H an k’ S 液洗 4 次 ,
加无血清培养基 , 同时实验组加不 同浓度的紫
广东药学院学报 (A C A D JG C p) 919 5 , 1 1 ( 3 )
珠悬液 , 对照组加同体积 H B S S 液 . 培养 24 小
时后 , 收集培养基 ,用 80 % ( V八 , 一 20 ℃ , 16 小
时 ) 乙醇沉淀收集 , 然后 1 0 0 0 0 9 X 3 0 m i n 离心 ,
冰冻干燥 。 冻干物加 l m l 缓冲液 ,用 b r a d f o r d 染
料结合法测蛋白阁 , 用牛血清白蛋白制作标准
曲线 .
1
.
5 细胞内蛋白含量的测定
细胞接种后第 3 天 , 加人不同浓度的紫珠
悬液 ,对照组加同体积 H B S S 液 ; 24 小时后 收
集细胞 , 用生理盐水洗细胞 4 次 , 然后将细胞移
人 E p p e n d o f f 管中 , 用 l m ! 生理盐水洗一次 ,加
80 川双蒸水 ,在 一 20 一 37 ℃之间反复冻融 5 次 ·
经 1 70 0 0 9 离心 1 5 分钟 , 收集上清 , 一 20 ℃冰箱
保存备用 。 蛋白质测定方法同 1 · 4 。
1
.
6 L D H 酶活性的测定
1
.
5 得 到的上清液 , 按文 献图的方 法测定
L D H 酶活性 。
1
.
7 统计学处理
所有结果经方差分析后 ,按 tS ud e nt 氏 t 检
验差异的显著性 。
间均延长 ,有极显著性差异 。
- { } - H习邓
~ 公一 住扣留叫
- 州, 一 。 ·娜留叫一其一 1 .力刀留创
~ 俄 - 1 .面习创
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0
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0 1 2 3 4 5 6 7
ǎ。。一xà截纂界
时间 (天 )
图 l 裸花紫珠对人胚纤维母
细胞 D N A 合成的影响伽 一 8)
〔图中各坐 标点代表 8次实验的平均值 , 标准差 < 15 铸 。 )
4D 厂 一。一 H 砚粥沙3 4 5 6 7 8 9 10 11 12一U八111ùìl .es.卜l!rLlL!,,!卜350乃加让乏汉只器己一xà铃丈渔出划ù。H2 结果2 . 1 裸花紫珠对人胚纤维母细胞生长的影响图 1 比较了不同生药浓度的裸花紫珠对人
胚纤维母细抱 D N A 合成的影响情 况 。 结果显
示裸花紫珠抑制了细胞的 D N A 合成 , 并且抑
制作用随给药浓度的增加而增加 , 与对照组 比
较 , 除低浓度药物引起的 D N A 合成抑 制无显
著性差异外 ,其它几组均有极显著差异 。 另外 ,
当药物浓度较高时 , 对 D N A 合成的抑制 , 在六
天内基本上维持在一定的水平 , 变化幅度很小 ,
同时也观察到细胞严重受损的现象 。 图 2 比较
了不 同生药浓度 的裸花紫珠对人胚纤维母细胞
生长曲线的影响情况 。 结果显示在裸花紫珠的
作用下 , 细胞的生长曲线随药物浓度的增加而
逐渐右移 。 表 1 则进一步 比较了在不同生药浓
度的裸花紫珠作用下 , 人胚纤维母细胞群落倍
增时间 ,达饱和密度的时间及饱和密度的变化 。
实验结果 表明 , 虽然饱和浓度的变化无显著性
差异 ,但细胞群落倍增时 间及达饱和密度的时
时间 (天 )
图 2 裸花紫珠对人胚纤维母细胞
生长曲线的影响 ( 。 一 8)
(图中各坐标点代表 8 次实验的平均值 ,标准差
< 20 % ;每次实验各取 3 个培养瓶计数 。 )
表 1 裸花紫珠对细胞生长的影响 ( ” ~ 8)
窗嘛蔽厂丽面瘫可履面和蔽而飞而蔽
( m g /。飞I ) 间 , ( ` 士 、 天 ) 间 , ( , 士 , 天 ) ( , 士 5 1创之`些
HBS 矛 2 . 1 6士 0 . 29 5 . 7 5土 0 . 8 3 4 . 83士 0 . 5 7
0
.
4 3
.
3 7士 G . 2 1 7 . 6 3士 1 . 2 2 5 . 1 9士 0 . 6 2
0
.
8 5
.
0 1土 0 . 3 3 1 0 . 2 5士 1 . 1 9 4 . 0 8士 0 . 5 5
1
.
2 4
.
6 9士 0 . 2 4 1 0 8 8土 1 、 2 7 5 . 0 4士 0 . 4 9
1 生药浓度 ; 2 各药物浓度组与对照组相比 尸 < 0 . 01 (F
检验 ) ; 3 各药物浓度组与对照组相比 尸 < 。 . 01 ( F 检
验 ) ; 4 各药物浓度组与对照组比较 p > 0 . 5G ( F 检验 ) ;
5 卜Ia n k s 平衡盐溶液 。
第 3 期 谢 彬等 :中草药裸花紫珠的细胞学作用机理
2
.
2裸花紫珠对人胚纤维母细胞合成与释放
蛋白质的影响
表 2、表 3 分别比较了细胞经不同生药浓度
的裸花紫珠作用后 , 细胞内及 培养基中总 蛋白
含量的变化情况 。 结果表明 , 。 . 4 m g /ml 生药浓
度 组 细 胞 内外蛋 白质 的 变 化 无 显 著 差 异 ;
1
.
6m g /m l 生药浓度组由于 已出现细胞损伤 , 因
此蛋白质的合成与释放反而减少 ; 。 . s m g / ml 及
1
.
Zm g / m l 生药浓度组蛋白质的合成与释放显
著地增加 。
表 4 胞质 L D H 同功酶活性伽一 8)
药物浓度 ,
( n 飞g /
n 飞l)
酶活性“
(牙士 ,
增加率 3
( % )
p 值`
1J 召 5 5 5 2 4 7 . 7 5士 2 8 . 0 0 0
0
.
4 3 9 6
.
0 0士 4 3 . 2 4 5 9 . 8 4 ( 0 . 0 0 1
0
.
8 4 8 2
.
5 0士 5 6 . 4 5 9 4 . 7 5 < 0 . 0 0 1
1
.
2 5 5 5
.
1 3士 4 7 . 6 7 1 2 4 . 0 7 < 0 . 0 0 1
1 生药浓度 ; 2 尸 < 。 . 001 ( F 检验 ) ; 1 单位酶活性一 1拜M
丙酮酸 l/ 5 分钟 · I OOm g 一 ’ 蛋白质 , 3 与对照组 比较而
得 ; 4 各药物浓度组与对照组比较而得 ; 5 H a kn s 平衡
盐溶液 。
表 2 培养基抽提液中总蛋白含量 油 一 8 )
药物浓度 ,
( n 飞g /m l )
总蛋白含影
(至士 s m g / n : 1)
增力i]率 3
( 夕石 )
尸 f },〔,
H B S牙 1 . 0 9 5 5士 0 . 1 2 2 9 0
0
.
4 1
.
1 4 2 5士 0 . 1 1 4 0 4 . 2 9 0 . 4 7 0 6
0
.
8 1
.
2 8 8 0 士 0 . 1 3 0 9 1 7 . 5 8 0 . 0 1 3 2
1
.
2 1
.
4 0 7G士 0 . 0 4 6 9 2 8 . 4 9 0 . 0 0 0 1
1
.
6 0
.
6 8 7 6士 0 . 0 22 0 一 3 7 . 2 3 一 “
1 生药浓度 ; 2 尸 < 。 . 0 01 (F 检验 ) ; 3 与对照组 比较而
得 ; 4 各药物浓度级与对照组比较而得 ; 5 H a kn s 平衡
盐溶液 ; 6 未进行统计学处理 。
表 3 细胞内总蛋白含量 ( 。 一 8)
药物浓度 ,
(m g /m l )
总.蛋白含影
(牙士 5 m g / n、 l )
增加率 3
( % )
尸 值`
H B S宁 0 . 6 9 6 2士 0 . 0 6 6 1 0
0
.
4 0
.
7 5 5 6士 0 . 0 2 6 3 8 . 5 3 0 . 0 5 4
0
.
8 0
.
81 8 3士 0 . 0 24 8 1 7 . 5 4 0 . 0 0 1
1
.
2 0
.
88 1 6士 0 . 0 2 1 2 2 6 . 6 4 < 0 . 0 0 1
1 生药浓度 ; 2 尸 < 0 . 0 01 (F 检验 ) ; 3 与对照组 比较而
得 ; 4 各药物浓度组与刘照组 比较而得 ; 5 H a ln : s 平衡
盐溶液 。
2
.
3 裸花紫珠对人胚纤维母细胞 L D l l 同功酶
活性的影响
表 4 比较了细胞经不 同生药浓度 的裸花紫
珠作用后 , 细胞 L D H 同功酶活性的变化 。 结果
表明细胞的酶活性极显著地增加 . 而且增加的
程度随给药浓度的增加而增加 。
3 讨论
使用人类细胞体外培养系统来进行 中草药
药理作用研究 . 至少有 以下几个优点 : ①人体细
胞的染色体核型稳定 . 在体外培养条件下 , 较少
出现 自然转化等非特异性改变 , 因此保证 了研
究结果的稳定性和可靠性 ; ②由于是离体培养 .
在进行药效研究时 , 具有安 全 、 快速的特点 ; 而
且 , 检测条件容 易控制 . 因此同时具有方便 、 准
确的特点 ;③对研究结果进行推论时 , 可直接与
临床或大休观察到 的结果相互对照 ,互相补充 。
因此 , 利用体外培养的人体细胞 对中草药进行
初步筛选 , 为进一步抽提有效成分 , 以便达到一
药多用 、 老药新用的 目的 , 有着广阔 的应用 前
景 。
在创伤愈复过程 中 , 尤其是在烧伤创面的
愈复过程中 ,纤维母细胞扮演着非常重要 的角
色 l[ 。〕。 一方面 , 纤维母细胞 的生 长可填充组 织
问隙 , 为中后期表皮 细胞的生长和移行提供一
层 良好的基膜 ; 所分泌的胶原蛋白 、 纤维结合蛋
白等 ,通过对上皮细胞的趋化和迁移作用 ,而促
使创面愈合 ;另一方面 . 纤维母细胞本身过度生
长 ,会造成大面积的疤痕组织 。 我们观察到裸花
紫珠有抑制纤维母细胞生 长的作用 , 这与临床
观察到裸花紫珠具有减少烧伤病人疤痕形成有
一致性 。 提示抑制纤维母细胞生长是裸花紫珠
在临床应用中减少疤痕形成的机理之一 。 至于
裸花紫珠抑制细胞生长 . 尤其是抑制细胞 D N A
合成的机制 , 我们认为 至少可以从如下两 个力
广东药学院学报( A CD AJ G CP ) 19 95, 11 ( 3 )
面去考虑 : ①我们 曾报道裸花紫珠可 以促进细
胞合成与释放纤维结合蛋白 (F N ) ,尤其是细胞
膜表面 F N 的增加更为显著 [ ,’ 〕 . Y a m a d a [ , ’ ]认为
纤维结合蛋白可作用于 D N A ,抑制 D N A 合成 ;
另外有研究 ls[ 〕表明纤维结合蛋白主要是在 G 】
期合成 , 自 S 期至 M 期其含量基本上恒定 。 因
此 , 裸花紫珠抑制细胞 D N A 合成 的机制可能
与其促进纤维结合蛋白的合成与释放 , 纤维结
合蛋白再抑制 D N A 合成有关 。 当然 , 相反的情
况不能不考虑 , 即裸花紫珠通过其他途径阻止
细胞由 G , 期进人 S 期 ,从而使细胞得以大量合
成纤维结合蛋白 ; ②D N A 的合成主要是在细胞
周期的 S 期中进行 。 P a r d e e 等 [ , ` ]认为细胞由 G I
期进人 S 期 , 必须经过一个点 , 即限制点 (简称
R 点 ) 。 在通过 R 点之前 , 细胞一直停留于 lG
期 , 只有通过 R 点后 ,细胞才能顺利完成整个周
期 。 而细胞通过 R 点 , 有赖于被称为触发蛋白
(又称 U 蛋白 )的积累 。 只有 U 蛋 白积累到一定
程度 ,细胞才能从 G l 期进人 S 期 。 裸花紫珠抑
制细胞 D A N 合成的作用很可能是抑制了 U 蛋
白的合成 , 使 U 蛋 白在细胞 内的积累速度减
慢 , 从而抑制细胞的分裂繁殖速度 。 至于这种抑
制作用是直接的还 是间接的 , 尚有待于进一步
研究 。 另外 , 裸花紫珠对表皮细胞生长的影响也
有待于进一步研究 。
在一般情况下 , 抑制 D N A 的合成常常导
致细胞蛋白质合成的减少及细胞代谢活性的降
低 。 我们观察的结果恰好相反 ,裸花紫珠不仅促
进了蛋白质的合成与释放 , 而且细胞的代谢活
性也显著提高 。 我们曾另文报道 ,经裸花紫珠作
用后培养基中纤维结合蛋白含量明显增加 l[ ’ 〕。
提示在培养基中所增加的蛋白质 , 主要是纤维
结合蛋白 。 而已有的研究结果 表明 ,纤维结合蛋
白在创伤愈复过程中扮演多方面的角色 D S〕 , 在
损伤修复的炎症期 , 纤维结合蛋 白为表皮细胞
的移行提供了一层基底层 , 同时纤维结合蛋白
作为一种化学 趋化信号 , 而促使表皮细胞 的移
行 ;在组织修复期 ,纤维结合蛋 白还可作为生 一长
激素而起作用 。
综上所述 , 裸花紫珠可能一方面抑制了纤
维母细胞的生长 , 一方面又促进了细胞的蛋白
质合成 ,尤其是纤维结合蛋白的合成与释放 ,提
高了细胞的代谢功能 , 使其在临床应用中能够
达到加快创面愈合 ,减少疤痕形成的药效 。
另外 , 裸花紫珠对细胞 D N A 合成的抑制
及使细胞生长曲线右移 , 但是并不影响细胞达
饱和时的细胞数 ,也不减少细胞蛋白质的合成
与释放和降低细胞的代谢活性 . 这些结果都提
示裸花紫珠可能具有延缓衰老的作用 . H a y ifl ck
等 l[ `〕认为 , 人体纤维母细胞在体外培养 , 其传
代次数是有限的 ,而这一极限又与供体的年龄
密切相关 。 这使体外培养的人体纤维母细胞成
了最佳的研究衰老的模型 。 在试图增加体外传
代次数的实验研究方面 , 尚未有成功的报道 。 因
此 , 在不影响细胞正常功能及代谢活性的前题
下延长细胞周期的时间 , 则成了延长个体寿命
的最佳手段 。 从这一角度来看 ,裸花紫珠在延缓
衰老方面可能具有十分重要 的意义 。 这就使本
文为裸花紫珠的老药新用 、 一药多用 ,提供了细
胞学依据 。 同时 ,本文也为初步筛选抗衰老药物
提供了一个简便的模型 。 至于进一步探讨裸花
紫珠在延缓衰老方面的确切机制 , 尚有待于深
人的细胞学研究和临床观察 。
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e o n t e n t s i n s id e a n d o u t s id e t h e e e ll , a n d t h e L D LI a e t i
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