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三七花提取物对ET-1诱导的人主动脉血管平滑肌细胞增殖及凋亡的影响



全 文 :2010 年
第 30 卷
12 月
第 12 期
河 南 中 医
HENAN TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
December 2010
Vol. 30 No. 12
三七花提取物对 ET - 1 诱导的人主动脉血管平滑肌
细胞增殖及凋亡的影响
苑素云,周 端,王佑华,曹 敏
(上海中医药大学附属龙华医院,上海 200030)
摘要:目的:观察应用三七花提取物(三七花总皂苷)干预 ET - 1 诱导的 HASMC细胞增殖及凋亡的影响。方法:应用四唑盐(MTT)比色法检测
细胞活力情况。TUNEL染色法观察凋亡细胞形态学变化,流式细胞仪检测细胞凋亡率变化。结果:三七花总皂苷能有效抑制 HASMC 活性,随
剂量的增加,作用越明显,具有剂量依赖性。随着作用时间的延长,呈现一定的时效依赖性。观察到典型的核碎裂现象,且凝胶电泳图谱呈梯
状,能有效促进异常增殖血管平滑肌细胞的凋亡。结论:三七花总皂苷能改善血管平滑肌细胞异常增殖,能有效增加血管平滑肌细胞的凋亡。
关键词:三七花总皂苷;HASMC细胞;血管平滑肌;细胞凋亡;细胞增殖;ET - 1
中图分类号:R285. 6 文献标识码:A 文章编号:1003 - 5028(2010)12 - 1172 - 04
血管重构(vascular remodeling )是高血压病理改变的
重要部分和高血压维持、恶化的结构基础,是高血压靶器官
损害中的一种机制。目前认为其形成机理主要是:血流动力
学的刺激、血管活性物质的作用以及细胞外基质的调节引起
血管平滑肌细胞的增殖、凋亡和重构。其中心环节是 VSMC
的增殖、凋亡和重构。本文应用 ET - 1 诱导人主动脉血管平
滑肌细胞异常增殖,观察三七花总皂苷对 HASMC 增殖及凋
亡的影响。
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
中药学院分离提取,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. 22 μm 滤膜过
滤。硝苯地平片由上海长征制药厂提供,5%乙醇、超声波
助溶,0. 22 μm滤膜过滤,4℃保存。小牛血清白蛋白(BSA)
购自 Sigma (MO,USA) ,DMEM(低糖)购自 Gibco(NY,
USA) ,胰蛋白酶 AMRESCO,DMSO 购自中国医药集团上海
化学试剂公司,分析纯。其它试剂均为市售分析纯产品。
MTT(Sigma,北京鼎国生物技术发展中心分装) ,PBS 溶解成
5 mg /mL,0. 22 μm 滤膜过滤,4℃保存,两周内有效。80 - 2
离心机(上海手术器械厂) ,酶标仪(DG3022,四军大、国营华
东电子管厂联合研制) ,TUNEL 和牛血清白蛋白(BSA)购自
Sigma(MO,USA) ,RNase A 购自华舜生物工程有限公司,
DMEM(低糖)Gibco(NY,USA) ,胰蛋白酶 AMRESCO。其他
试剂均为市售分析纯产品。
收稿日期:2010 - 11 - 02
基金项目:上海市经委立项课题(编号:沪创新 J - 58)
作者简介:苑素云(1971 -) ,女,河北邯郸人,博士学位,副主任医师。
1. 2 人原代主动脉血管平滑肌细胞培养 人原代主动脉血
管平滑肌细胞株(HASMC)购于美国 CASCADE 公司。用含
10%小牛血清的 DMEM 在 37℃,5% CO2 湿热培养箱中培
养。
1. 3 标准曲线的制备 培养 2 d的单层 HASMC经 0. 125%
胰蛋白酶消化液消化后,种在 96 孔板上,密度分别为 1 ×
104,2 × 104,3 × 104,4 × 104,5 × 104 cells /well,n = 4。12 h
后,用 D - Hank’s液漂洗 2 次,孵育在含 1% BSA 的 100 μL
Krebs液中,再加入 5 mg /mL 的 MTT 20 μL,作用 1 h。吸弃
上清,加 100 μL DMSO,手摇振荡 10 min,540 nm 酶标仪测
定[1]。
1. 4 细胞分组及药物干预 HASMC 增殖 正常对照组
(N) :加等量 0. 9% NS。ET - 1 模型组:ET - 1 浓度为 2*
10 -8 mmol /L。硝苯地平 + ET - 1 组:硝苯地平浓度为:
50 μg /mL。三七花总皂苷组 + ET - 1 组:细胞增殖活力实验
中,三七花总皂苷浓度分别为 50 μg /mL、100 μg /mL、
150 μg /mL、200 μg /mL、250 μg /mL、300 μg /mL、350 μg /mL、
400 μg /mL、450 μg /mL、500 μg /mL、550 μg /mL、600 μg /mL。
细胞凋亡实验中,三七花总皂苷浓度分别为 200 μg /mL、
400 μg /mL、600 μg /mL。
1. 5 细胞增殖活力影响实验方法 长满的单层 HASMC 用
0. 125%胰蛋白酶消化,种在 96 孔板(5 × 104 cells /well) ,随
机分为 4 组:正常对照组(N) ,ET - 1 模型组,硝苯地平 + ET
-1 组和三七花总皂苷各浓度组 + ET - 1 组,n = 3。12 h后,
用 D - Hanks 液(NaCl 8. 00 g /L,KCl 0. 40 g /L,Na2HPO4·
H2O 0. 06 g /L,KH2HPO4 0. 06 g /L,NaHCO3 0. 35 g /L,Phenol
red 0. 02 g /L)漂洗 2 次,孵育在含 1%BSA的 90 μL的 Krebs
液(NaCl 120 mM,KCl 5. 6 mM,MgSO4 1. 2 mM,NaH2PO4
1. 2 mM,NaHCO3 25 mM,glucose 10 mM,CaCl2 2. 5 mM)中。
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DOI:10.16367/j.issn.1003-5028.2010.12.047
第 30 卷 第 12 期 苑素云,等:三七花提取物对 ET -1诱导的人主动脉血管平滑肌细胞增殖及凋亡的影响 Vol. 30 No. 12
各组在正常条件下培养 24 h 后,按以上浓度加药,各组终体
积为 100 μL,不足者以含 1% BSA 的 Krebs 液补足。放回培
养箱,培养 48 h、96 h。在培养 48 h、96 h 后,各组加入
5 mg /mL的 MTT 20 μL,作用 1 h。吸弃上清,加 100 μL
DMSO,手摇振荡 10 min,540 nm酶标仪测定。
1. 6 细胞凋亡及细胞周期的影响实验方法 培养 2 d 的单
层 HASMC经 0. 125%胰蛋白酶消化液消化后,种在 12 孔板
(5 × 105 cells /well)上。随机分为以上各组。细胞培养 12 h
后,D - Hanks 液(NaCl 8. 00 g /L,KCl 0. 40 g /L,Na2HPO4·
H2O 0. 06 g /L,KH2HPO4 0. 06 g /L,NaHCO3 0. 35 g /L,Phenol
red 0. 02 g /L)漂洗 2 次后,孵育在 0. 5 mL 含 1% BSA 的
Krebs 液(NaCl 120 mM,KCl 5. 6 mM,MgSO4 1. 2 mM,
NaH2PO4 1. 2 mM,NaHCO3 25 mM,glucose 10 mM,CaCl2
2. 5 mM)中。各组在正常条件下培养 24 h 后,对照组不加
药,其余各组按以上浓度加药,各组终体积为 100 μL,不足者
以含 1%BSA的 Krebs液补足。放回培养箱,培养 48 h。
凋亡细胞形态学观察(TUNEL 染色法) :将三组种植于
盖玻片上,分别用 Hochest33258 标记,室温下用 4%多聚甲醛
固定 1 h;PBS洗 30 min;0℃ 0. 2% Triton x - 100 处理 2 min;
PBS洗两次共 10 min;加 50 μL TUNEL 混合物于切片上,
37℃湿盒孵育 60 min;PBS洗 2 次;于荧光显微镜下观察、计
数、照相。对照组选择转染空载体的细胞。
DNA LADDER:培养 48 h后收集细胞,加 0. 5 mL细胞裂
解液,混悬,37℃,水浴 12 - 16 h。加等体积(0. 5 mL)平衡
酚,上下颠倒混匀,离心 3 400 g,常温(16℃) ,5 min。200 μL
加样器取上清约 400 μL,加等体积酚:氯仿:异戊醇(25∶ 24
∶ 1) ,上下颠倒混匀,离心 3 400 g,常温(16℃) ,5 min,取上
清约 400 μL,加冷 1 mL - 20℃无水乙醇沉淀 DNA,加 3 M
NaCl 100 μL(终浓度 0. 2 M) ,- 20℃,30 min。离心
13 640 g,30 min,4℃。去上清,加 70%冷 4℃乙醇 1 mL洗一
次,立即离心 13 700 g,30 min,4℃。去上清,吸去管底液体,
挥干。加 RNase A 20 μg /mL(TE 50 μL,0. 5 mg /mL RNase A
2 μL)37℃,1 h。取 10 μL,加上样缓冲液 2 μL,1%琼脂糖凝
胶电泳,100 V 跑出孔后改为 40 V,2 h,凝胶图象分析系统
(FR - 980)拍照。
流式细胞仪检测:各组培养 48 h后收集细胞,PBS洗 2次,
70%冷乙醇过夜固定,PBS 洗 1 次,加 0. 5 mL PBS 含 PI
50 μg /mL、RNase A 20 μg /mL,混悬,37℃避光孵育30 min,上机。
启动 CELLQuest软件,以正常组细胞调 FL2,使 G1 期在
200 道左右,保存条件后,收取其它样品。
分析凋亡时,以 FL2 - A 直方图中小于 200 道的为凋亡
细胞,标记 Marker,得到凋亡百分比。分析细胞周期时,启动
MODFIT LT FOR Mac 3. 0 软件,MOD 中去 Debris 和 Aggre-
gate,按 FIT得到细胞周期分析结果。
1. 7 统计学分析 所有数据均以 珋x ± s 表示。用统计软件
SPSS 10. 0 中的 One - Way ANOVA 进行统计分析,P < 0. 05
表示有统计意义。
2 结果
2. 1 MTT标准曲线 见图 1。
图 1 MTT标准曲线(n =4)
从标准曲线上可看出,在 10000 - 50000 cells /well范围,
细胞数与吸光度 A值直线关系良好。
2. 2 三七花总皂苷各剂量组细胞培养 48 h后细胞活性的比
较 见图 2。
图 2 各剂量组细胞培养 48 h后细胞活性的比较
2. 3 三七花总皂苷各剂量组细胞培养 96 h后细胞活性的比
较 见图 3。
图 3 各剂量组细胞培养 96 h后细胞活性的比较
2. 4 各组细胞培养 48 h细胞活性的比较 见图 4。
由上图表中可见:ET - 1 造模组细胞活性明显高于正常
组,表明 ET - 1 诱导 HASMC 异常增殖造模成功。硝苯地平
等显著抑制 HASMC 细胞活性。三七花总皂苷从低浓度
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图 4 各组细胞培养 48 h细胞活性的比较
注:1.空白组;2. ET - 1 组;3. 硝苯地平组;4. 三七
花总 皂 苷 50 μg /mL,依 次 类 推,剂 量 每 次 增 加
50 μg /mL。
50 μg /mL组即开始抑制 HASMC 活性,随剂量的增加,作用
越明显,具有剂量依赖性。48 h 与 96 h 各组比较,随着作用
时间的延长,抑制增殖的作用越明显,呈现一定的时效依赖
性。
2. 5 凋亡细胞形态学观察 TUNEL染色后荧光显微镜下观
察,发现三七花总皂苷 200 μg /mL、400 μg /mL、600 μg /mL与
硝苯地平组(50 μg /mL)有较多的细胞出现凋亡现象。其
中,三七花总皂苷 600 μg /mL组细胞凋亡现象最为突出。见
图 5。
图 5 各组细胞凋亡形态学观察
2. 6 DNA LADDER 各组 HASMC 培养 48 h 后显微镜下
见:三七花总皂苷 600 μg /mL 组细胞绝大部分呈悬浮状,形
态与正常细胞完全不同。DNA电泳结果显示:具有典型的细
胞凋亡特征,呈现 ladder 状。其余各组未见典型的 ladder
状。培养 72 h后 DNA电泳结果显示:硝苯地平与三七花总
皂苷 200 μg /mL均呈现出 ladder条带。见图 6、图 7。
表 1 ET -1 诱导 HASMC增殖各组细胞凋亡率的变化(n = 4)
组别 凋亡率(%)
N 2. 44 1. 03
ET - 1 组 2. 83 1. 30
硝苯地平组 4. 88 1. 36*
三七花总皂苷 600 μg /mL 14. 57 1. 61**##
400 μg /mL 6. 67 1. 54**#
200 μg /mL 4. 75 1. 11*
注:与 ET - 1 造模组比较,* P < 0. 05,**P < 0. 01;与硝苯地
平组比较,#P < 0. 05,##P < 0. 01。
图 6 各组细胞 DNA电泳图
注:A -空白组;B - ET - 1 组;C -硝苯地平组;D -
三七花总皂苷 200 μg /mL 组。E - 三七花总皂苷
400 μg /mL组。F -三七花总皂苷 600 μg /mL组。
图 7 培养 72 h后各组的 DNA电泳图
注:A -空白组;C - ET - 1 组;B -硝苯地平组;D -
三七花总皂苷 200 μg /mL组。
ET - 1 诱导 HASMC增殖 48 h,与对照组比较凋亡率无
明显增加。加入相应药物后,硝苯地平、三七花总皂苷
600 μg /mL、400 μg /mL、200 μg /mL 均能保护细胞,促进凋
亡。其中 600 μg /mL、400 μg /mL组作用优于硝苯地平组。
表 2 ET -1 诱导 HASMC增殖各组细胞周期的变化(n = 4)
组别 G1% G2% S%
N 53. 49 2. 10 6. 18 1. 62 40. 33 3. 69
ET - 1 组 51. 70 0. 92 7. 65 4. 73 40. 65 3. 88
硝苯地平组 50. 44 1. 32 7. 09 4. 02 42. 47 3. 09
600 mg /L 49. 88 1. 87 6. 85 4. 80 43. 27 3. 61
400 mg /L 50. 56 1. 33 6. 26 4. 20 43. 18 3. 20
200 mg /L 52. 75 0. 68 6. 26 4. 31 40. 77 4. 09
注:与 ET - 1 造模组比较,* P < 0. 05,**P < 0. 01。
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ET - 1 诱导 HASMC增殖 48 h 及各组药物应用后,与正
常 HASMC的细胞周期相比似无明显差别。G1 期是分裂间
期的前期。这个时期将合成 RNA 和蛋白质,是 DNA 合成的
准备时期。G1 期的减少引起细胞功能失常,衰老,功能丧
失,以致于细胞消失和死亡[2]。但用药各组与损伤对照组比
较无显著性差异。
3 讨论
高血压血管重构是近年来高血压研究的热点之一[1]。
它既是高血压所造成的病理变化,又是高血压持续存在的重
要原因,还是高血压相关疾病的危险因素。血管重构的过程
涉及几个细胞过程的变化,如细胞生长、细胞死亡、细胞增
殖、细胞外基质产生或降解。目前研究证实 ET - 1、AngⅡ、
PDGF、b - FGF、a - FGF 和 TGF - β 等细胞生长因子都有激
活 VSMC增殖的作用[2],可使 c - myb、c - myc、c - fos、c - jun
等原癌基因显著表达,从而调控 VSMC增殖和迁移[3]。最近
研究表明,细胞凋亡发生于血管重构过程中[4]。在重构血管
的中层 SMC中,发现凋亡刺激基因 p53 的低表达和凋亡抑制
基因 bcl - 2 的高表达,提示细胞凋亡可能在血管重构中起一
定作用。
高血压血管重构属于中医血瘀证的一种表现形式。《说
文解字》云:“瘀,积血也。”现代医学工作者从血液流变学、
血管内皮细胞功能、血液有形成份的改变等多个角度进行研
究[5],认为血液的高凝状态是血瘀证发生的重要环节。但血
瘀证不等同于血液流变学异常。陈可冀等[6]认为血瘀应分
“有形之瘀”和“无形之瘀”。“有形之瘀”包括血栓、红肿、结
块、皮肤瘀斑、结缔组织异常增生、动脉粥样硬化等,“无形之
瘀”包括血液流变学改变、病灶组织液增多所致的炎症等。
余林中等[7]提出“宏观血瘀”和“微观血瘀”的概念,延伸了
血瘀的内涵。早在叶天士时期就提出“病久入络”、“久病血
瘀”的理论。《灵枢·脉度》:“经脉为里,支而横者为络,络
之别者为孙”。“脉道以通,血气乃行”,脉道通利是血液运
行的重要条件,脉的功能或本身受损必然与血瘀证的发生有
密切关系。中医学的脉与现代医学的血管具有相通性。做
为血管重构核心内容的血管平滑肌细胞增殖,与血瘀证的发
生有密切关系。近年来,探讨活血化瘀类中药对血管重构、
血管平滑肌细胞增殖的影响及其作用机制的研究进行的较
为深入。
三七花为传统名贵中药五加科植物人参三七的花蕾。
其作为药物始载于《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》:“本品又名田七花。于 6 - 8 月开花时采收花序熏蒸晒
干入药。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。”由冉先德主编的《中华药海》:“甘凉,
入肝肾二经。功效主治。①平肝熄风。治头昏、目眩、耳鸣。
②清热解毒。治急性咽喉炎。”现代研究提示,三七花有活血
化瘀的作用。三七花总皂苷为三七花提取物,本文观察了三
七花总皂苷对 HASMC细胞增殖及凋亡的影响。结果显示,
三七花总皂苷能改善 ET - 1 诱导的血管平滑肌细胞增殖的
细胞活力,能有效增加血管平滑肌细胞的凋亡率,其作用机
理有待进一步研究。
参考文献:
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(编辑:李 华)
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