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三七花总皂苷对人主动脉血管平滑肌细胞增殖及细胞内钙离子浓度的影响



全 文 :[基金项目] 上海市经委高新技术产业科技开发项目资助
(沪创新J-58)
[作者简介] 周端(1950-),男,上海人,硕士,主任医师,主
要从事高血压病中西医结合防治研究。
三七花总皂苷对人主动脉血管平滑肌细胞增殖
及细胞内钙离子浓度的影响
周 端 1 王佑华 1 苑素云 1 杨建梅 1 曹 敏 1 魏 莉 2 周 浩 2
1.上海中医药大学附属龙华医院 (上海 200032)
2.上海中医药大学 (上海 201203)
【摘 要】 目的:观察三七花总皂苷(PNFS)对血管平滑肌细胞增殖及细胞内钙离子浓度的影响。方法:采
用去甲肾上腺素诱导的人主动脉血管平滑肌细胞增殖和钙超载模型,应用CCK-8法观察血管平滑肌细胞
增殖活力;钙荧光指示剂Fluo-3/AM检测细胞内钙浓度变化。观察不同剂量PNFS对两者的影响。结果:
PNFS能够改善去甲肾上腺素诱导的人主动脉血管平滑肌细胞增殖,降低细胞内钙离子浓度,并呈一定的
量效关系。结论:PNFS对去甲肾上腺素诱导的人主动脉血管平滑肌细胞增殖有抑制作用,这一作用可能与
降低细胞内钙离子浓度有关。
【关键词】 三七花总皂苷;平滑肌细胞;细胞增殖;钙
【中图分类号】 R285.5 【文献标识码】 A 【文章编号】 1008-861X(2007)02-0061-03
三七花为传统名贵中药五加科植物人参三七的花
蕾。研究表明,三七花含人参皂苷F2、Rd、Rc、Rb2和Rb1、
β-谷甾醇、胡萝卜苷、三七皂苷、绞股蓝皂苷等多种皂
苷成分[1]。在已有研究的基础上,我们应用特殊工艺提
取 出 三 七 花 总 皂 苷 (panax notoginseng flower
saponins,PNFS),并发现三七花及三七花总皂苷具有
多种强心血管药理作用。本研究旨在观察三七花总皂
苷对人主动脉血管平滑肌细胞(HASMC)增殖及细胞
内钙离子浓度([Ca2+]i)的影响,为三七花的药用研究
提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 药品、试剂与仪器 三七花总皂苷由上海中医药
大学中药学院应用特殊工艺提取,呈黑褐色,以高效液
相色谱分析法测得含量为95%以上。临用前用双蒸水
配制,0.22μm滤膜过滤。去甲肾上腺素(NE)、维拉帕
米(Ver)购自上海禾丰制药厂,0.22μm滤膜过滤,4℃
保存。Medium231、SMGS、胰蛋白酶购于美国CAS-
CADE公司。CCK-8试剂盒、荧光素Fluo-3/AM购自上
海同仁化学研究所。DMSO购自中国医药集团上海化
学试剂公司,分析纯。其他试剂均为市售分析纯产品。
酶标仪(DG3022,第四军医大学、国营华东电子管厂联
合研制),荧光分光光度计(HITACHIF4500)。
1.2 人原代主动脉血管平滑肌细胞培养 人原代主
动脉血管平滑肌细胞(HASMC)购于美国CASCADE公
司。SMGS和Medium231按1∶20配制成HASMC专用
培养液(钙浓度为1.2mmol/L,故为本实验细胞外钙浓
度),4℃保存备用。细胞复苏后用专用培养液在37℃、
5%CO2湿热培养箱中培养。传代后取5~8代培养细胞
为研究对象。
1.3 细胞增殖实验中细胞分组及药物干预 长满的
单层HASMC用0.125%胰蛋白酶消化,随机分为6组,
每组设3个平行孔,按以下分组加药。NE组(去甲肾上
腺素组):去甲肾上腺素10μmol/L;VER组:维拉帕米
10μmol/L+去甲肾上腺素10μmol/L;min组(中药小剂
量+去甲肾上腺素组):三七花总皂苷200μg/ml+去甲
肾上腺素10μmol/L;mid组(中药中剂量+去甲肾上
腺素组):三七花总皂苷 400μg/ml+去甲肾上腺素
10μmol/L;max组(中药大剂量+去甲肾上腺素组):三
七花总皂苷800μg/ml+去甲肾上腺素10μmol/L;PBS
组(正常对照组):等量PBS。各组在用Medium231培
养24h后,按以上浓度加药,放回培养箱用专用培养
液继续培养,取培养0d、1d、2d、3d、4d、5d等不同时
间点的细胞进行增殖分析。实验操作按照CCK-8试剂
盒说明书进行。
1.4 细胞染色(Fluo-3/AM的负载) 细胞培养于专用
上海中医药大学学报 第21卷 第2期 2007年3月 ·61·
的35mm细胞培养皿中,细胞贴壁布满皿底90%以
后,用台氏液洗涤标本2次,于室温避光条件下用Fluo-
3/AM负载细胞约30min,终浓度l0μmol/L。细胞静置
贴壁后再用台氏液轻柔冲洗细胞2~3次,洗去多余的
荧光染料,即可进行观察、测量。
1.5 细胞内游离钙离子浓度测定 单层 HASMC用
0.125%胰蛋白酶消化,1000r/min离心5min,弃上清
液。台氏液洗涤吹打,调细胞密度为5×105个/ml,用专
用培养液培养于专用的35mm细胞培养皿中备用。按
照前述分组方法,给药浓度同前,于37℃、5%CO2饱和
湿度培养箱内培养,作用时间24h。染色后避光保存。
吸取Fluo-3/AM负载好的细胞悬液加入至比色皿
中上机检测,60min内检测完毕。发射波长527nm,发
射光光栅5nm;激发波长506nm,激发光光栅2.5nm,
扫描间隔1s,光强700v。Fluo-3/AM检测的[Ca2+]i计
算公式为:[Ca2+]i=Kd[(F-Fmin)/(Fmax-F)]。其中,Kd
为Fluo-3的解离常数,为400nM;F为对样品检测得
到的荧光强度值,Fmax、Fmin分别为加0.1%TritonX-
100及5mMEGTA时测得的荧光强度值。
1.6 统计学方法 所有数据均以x±s表示,对HASMC
细胞内钙的影响采用方差分析。
2 结果
2.1 三七花总皂苷对去甲肾上腺素诱导人主动脉血
管平滑肌细胞增殖的影响 见图1。
从图1可知,在细胞外钙浓度为1.2mmol/L条件
下,去甲肾上腺素组细胞增殖活性明显高于PBS组,
这一效应能被钙拮抗剂维拉帕米抑制,表明诱导
HASMC异常增殖造模成功。三七花总皂苷各剂量组均
能够改善去甲肾上腺素诱导的人主动脉血管平滑肌细
胞增殖的细胞活力,以大剂量组尤为明显。且在1d、2
d、3d、4d、5d等各个不同时间点均有一定抑制作用。
2.2 三七花总皂苷对去甲肾上腺素诱导人主动脉血
管平滑肌胞内钙离子浓度的影响 见表1。
表1 三七花总皂苷对HASMC细胞内钙浓度的影响(n=6)
从表1可知,去甲肾上腺素组细胞内钙离子浓度
明显高于PBS组,这一效应能被钙拮抗剂维拉帕米抑
制,表明诱导胞内钙离子浓度升高造模成功。三七花总
皂苷各剂量组均能够降低去甲肾上腺素诱导的人主动
脉血管平滑肌细胞内钙离子,以大剂量组尤为明显。
3 讨论
三七花作为药物始载于《云南中草药选》“甘凉。清
热平肝,降压。治疗高血压,头昏,目眩,耳鸣,急性咽喉
炎”。《中华本草》载三七花“性甘味凉。清热生津,平肝
降压。主治津伤口渴,咽痛音哑,高血压病”。我们的前
期临床和动物实验均证实三七花及其提取物有一定程
度的降低血压作用。
血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecel,
VSMC)的增殖是高血压、动脉粥样硬化、血管再狭窄等
多种心血管疾病的共同病理特征,抑制VSMC增殖是
心血管疾病防治的一个重要靶点。高血压病病程中,
图1 三七花总皂苷对HASMC细胞增殖的影响(n=3)
组别 [Ca2+]i(mmol/L)
PBS 157.8±4.1**
NE(10μmol/L) 325.6±5.8
Ver(10μmol/L) 191.4±6.6**
PNFS(200μg/ml) 295.1±6.1*
PNFS(400μg/ml) 279.4±7.9*
PNFS(800μg/ml) 239.9±7.2**
注:与NE组比较,*P<0.05,**P<0.01。
·62· ACTAUNIVERSITATISTRADITIONISMEDICALISSINENSISPHARMACOLOGIAEQUESHANGHAIVol.21No.2Mar.,2007
VSMC的增殖和肥大导致血管壁增厚及管腔缩小,在
血管重构中占重要地位[2]。细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)
的变化是触发细胞增殖相关信号转导的始动因素[3]。
有研究表明,细胞内钙信号的变化明显促进VSMC增
殖,其增殖效应可能通过Ca2+、蛋白激酶C(PKC)、丝裂
素活化蛋白激酶(MAPK)来介导;钙拮抗剂能抑制
VSMC增殖[4]。研究表明,细胞Ca2+浓度的变化主要受
以下3个系统调控[5~7]:细胞膜外的钙跨膜内流,如电
压依赖性和受体依赖性钙通道;胞内钙池内贮存钙的
释放主要是由Ryanodine受体系统(ryanodinerecep-
tors,RyRs)和IP3受体系统(IP3Rs)介导,它们均是
受体依赖性钙通道。NE能兴奋心肌细胞和平滑肌细胞
上的α受体,激活依赖蛋白激酶,钙通道磷酸化,导致
钙通道开放,使Ca2+内流增加和细胞内钙池释放引起
[Ca2+]i增高[8]。
我们的研究进一步表明,去甲肾上腺素能诱导人
主动脉血管平滑肌细胞增殖和细胞内钙离子浓度升
高,这一效应能被钙拮抗剂维拉帕米抑制。三七花总皂
苷各剂量组均能够改善去甲肾上腺素诱导的人主动脉
血管平滑肌细胞增殖的细胞活力、减少增殖细胞的细
胞内钙离子浓度,并呈一定量效关系。提示三七花总皂
苷对血管平滑肌细胞增殖有抑制作用,这一作用可能
与降低细胞内钙离子浓度有关,三七花总皂苷可能是
一种钙拮抗剂。但其通过何种途径发挥调控细胞内钙
离子浓度作用,抑制细胞增殖机制如何,是多重作用还
是单一因素所致,这些都有待进一步研究探讨。
参考文献:
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ABSTRACT Objective:Toinvestigatetheefectsofpanaxnotoginsengflowersaponins(PNFS)onhumanaorticsmoothmuscle
celproliferationandintracelularcalciumconcentration.Methods:Thehumanaorticsmoothmusclecelswereculturedandthe
inhibitoryefectsofPNFSwereassayedatdiferentconcentrationsoncelproliferationandcalcium overloadinducedbynora-
drenalin.CelcountingKit-8reagentswereusedtoobservethechangesincelproliferation,andCa2+sensitivefluorescentindi-
catorFluo-3/AM wasusedtodetectintracelularcalciumconcentration([Ca2+]i).Results:PNFScouldsignificantlyinhibitcel
proliferationandlower[Ca2+]iinducedbynoradrenalinwithamaximalresponseinsomedose-dependentrelation,especialyat
theconcentrationof800μg/ml.Conclusion:PNFScansignificantlyinhibitcelproliferationinducedbynoradrenalin,andtheef-
fectispossiblyrelatedwithlowering[Ca2+]i.However,furtherstudieswilhelptorevealthemechanisms.
KEYWORDS Panaxnotoginsengflowersaponins;humanaorticsmoothmusclecel;celproliferation;calcium
EfectsofPanaxNotoginsengFlowerSaponinsonHumanAortic
SmoothMuscleCelProliferationandIntercelularCalcium
ZHOUDuan1 WANGYou-hua1 YUANSu-yun1 YANGJian-mei1 CAOMin1
WEILi2 ZHOUHao2
1.LonghuaHospitalAfiliatedtoShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine
2.ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine
编辑:肖元春
收稿日期:2006-12-12
上海中医药大学学报 第21卷 第2期 2007年3月 ·63·