免费文献传递   相关文献

连翘根提取物(FSEER)对化疗后小鼠骨髓和免疫抑制的影响



全 文 :doi:10. 3969 / j. issn. 1000-484X. 2015. 05. 010
·中医中药与免疫·
连翘根提取物(FSEER)对化疗后小鼠骨髓和免疫抑制的影响①
孙佳玮 戴素丽② 李 磊② 颜 晰③ 张 超② 赵连梅② 单保恩②
(河北医科大学第一医院呼吸科,石家庄 050011)
中图分类号 R730. 3 文献标志码 A 文章编号 1000-484X(2015)05-0625-04
①本文为国家自然科学基金(No. 81173611)和河北省中医药管理局
课题(No. 2011011)
②河北医科大学第四医院 科研中心,石家庄 050011。
③河北医科大学第四医院检验科,石家庄 050011。
作者简介:孙佳玮(1981 年 -),女,主治医师,主要从事恶性肿瘤的
基础与临床研究,E-mail:sjw0409@ 163. com。
通讯作者及指导教师:单保恩(1962 年 -),男,博士生导师,主要从
事肿瘤基因诊断与免疫基因治疗和抗肿瘤中
药方面的研究,E-mail:shanbaoen@ 163. com。
[摘 要] 目的:观察连翘根提取物(FSEER)对环磷酰胺(Cy)所致小鼠骨髓和免疫抑制作用的影响,探讨 FSEER促进
化疗后小鼠造血功能和免疫功能的作用及机制。方法:将小鼠随机分为 4 组:正常对照组,模型组,FSEER 高、低剂量组。除
正常对照组外,其余各组小鼠均一次性腹腔注射 Cy(200 mg /kg)。第 2 天开始,对 FSEER 高、低剂量组小鼠灌胃不同剂量的
FSEER[120、60 mg /(kg·d)],模型对照组小鼠给予等量的生理盐水,连续给予 10 d。分离各组小鼠脾脏,分别计算脾脏指数
(SI)。流式细胞仪检测小鼠外周血淋巴细胞 CD3、CD4、CD8 的变化。用 ELISA试剂盒检测小鼠血清中 TNF-α、IL-2、IL-12 的
含量,股骨骨髓涂片经瑞式-吉姆萨染色后观察骨髓细胞形态变化。结果:不同剂量的 FSEER组小鼠的脾脏指数增加,外周血
中 TNF-α和 IL-2 的含量增高。一定剂量的 FSEER可以提高外周血 CD3 + CD4 + T淋巴细胞比例和 CD4 + /CD8 +的比值,改善
骨髓的抑制状态。结论:连翘根醇提物(FSEER)可以显著提高小鼠机体的免疫功能,恢复由 Cy诱导的小鼠免疫抑制状态。
[关键词] 连翘根提取物;环磷酰胺;免疫抑制模型;小鼠
Effects of FSEER on immunosuppressive and bone-marrow-suppressive mice af-
ter chemotherapy
SUN Jia-Wei,DAI Su-Li,LI Lei,YAN Xi,ZHANG Chao,ZHAO Lian-Mei,SHAN Bao-En. Department of Respiratory
Medicine,the First Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050011,China
[Abstract] Objective:To observe the effect of FSEER on the immunosuppressive and bone-marrow-suppressive mice after
chemotherapy,and explore the mechanism of hematopoietic and immunologic function in mice accentuated by FSEER. Methods:Mice
were injected cyclophosphamide(Cy)except control group,then randomly divided into mode group(saline),FSEER groups[120,60
mg /(kg·d) ]. The spleen index(SI)of all mice was calculated respectively. Flow cytometry instrument testing mice peripheral
blood lymphocytes CD3,CD4,CD8 change. The content of TNF-α,IL-2 and IL-12 in mice serum were measured by ELISA
kits. Morphological images of bone marrow of the mice were observed under the microscope after Wright-Giemsa s
staining. Results:The spleen index(SI)was increased in both of the two FSEER groups. ELISA analyses showed that the con-
tent of TNF-α and IL-2 was increased in both of the two FSEER groups. The population of CD3 + CD4 + T lymphocyte and the
ratio of CD4 + /CD8 + were all increased in the low dose experimental group. After treated with FSEER,the hematopoietic de-
pression was improved significantly. Conclusion:FSEER can improve the state of immunosuppressive and myelosuppressive
mice caused by Cy thus could alleviate the side effect of chemotherapy effectively.
[Key words] FSEER;Cyclophosphamide(Cy);Immunosuppression model;Mice
化疗是目前治疗肿瘤的主要手段之一,但现有
化疗药物中绝大多数在抑制或杀伤肿瘤细胞的同
时,也会产生轻重不等的毒副作用。尤其是对机体
的免疫抑制,表现为肿瘤患者的 T、B 细胞数量下
降,T细胞亚群比例失调,TNF-α 等细胞因子生成低
下等,大大削弱了机体的抗肿瘤能力,造成肿瘤不易
被控制而加速其转移和复发的进程[1]。同时,接受
放疗和化疗的肿瘤患者通常会出现骨髓造血抑制,
·526·孙佳玮等 连翘根提取物(FSEER)对化疗后小鼠骨髓和免疫抑制的影响 第 5 期
造成全血细胞尤其是白细胞和血小板的减少,进一
步导致反复感染和其他严重并发症发生。因此,如
何减轻放、化疗的毒副作用,恢复骨髓造血,提升患
者免疫力,提高放、化疗的治疗效果已成为目前肿瘤
综合治疗亟待解决的问题。连翘是临床常用的传统
中药之一,现代药理学对连翘生物学活性的研究主
要集中于其抗炎、抗氧化、抗病毒、抗菌及舒张心血
管等方面[2-4]。临床上,连翘也可与其他中草药制
成配方,治疗头颈部肿瘤、乳腺癌、食道癌、胃癌、宫
颈癌、白血病等多种肿瘤。我们前期的研究结果显
示,连翘根醇提物 FSEER可以抑制食管癌细胞的生
长,并诱导其发生细胞凋亡而发挥一定的抗肿瘤作
用,具有较大的开发潜力和实用价值[5]。但 FSEER
能否改善化疗患者的毒副作用目前尚不清楚。为
此,我们构建了化疗后免疫抑制的小鼠模型,旨在研
究 FSEER对化疗后骨髓抑制和免疫功能下降的调
节作用,为其开发利用提供进一步的实验依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 BALB /c 近交系小鼠(雄性,8 ~ 10 周
龄,平均体质量为 18 ~ 20 g,SPF级),购自河北省实
验动物中心。实验动物使用许可证号:SYXK(冀)
2013-0051。环磷酰胺(Cy)(生产批号:08021821)
购自江苏恒瑞医药股份有限公司。FSEER 为实验
组前期制备。TNF-α、IL-2 和 IL-12 ELISA 检测试剂
盒均购自美国 ADL 公司。淋巴细胞分离液购自中
国医学科学院生物工程研究所。瑞-姬(Wright-Gi-
emsa)染液购自 Baso公司。FITC标记的 CD3 抗体、
PE标记的 CD4 和 CD8 抗体均购自美国 BioLegend
公司。流式细胞仪(EPICS-XL 型)为美国 Beckman
Coulter公司产品。
1. 2 方法
1. 2. 1 实验分组和给药方法 SPF 级近交系
BALB /c小鼠 16 只,雄性,8 ~ 10 周龄,平均体质量
为 18 ~ 20 g,动物房内适应环境 1 周后随机分为 4
组,每组 4 只。除正常对照组外,FSEER 高、低剂量
组和模型对照组均一次性腹腔注射 Cy(200 mg /
kg)。模型建立后第 2 天开始,FSEER 高、低剂量组
小鼠分别灌胃不同剂量[120、60 mg /(kg·d)]的
FSEER,模型对照组小鼠给予等量生理盐水(NS),
均连续给药 10 d。每天观察小鼠生存状态,于末次
给药后 12 h称量体重,眼球取血,处死小鼠。
1. 2. 2 脾脏指数的测定 无菌分离各组小鼠脾脏,
用滤纸吸干残血后称重,分别计算脾脏指数(SI),
公式如下:SI =脾脏重(mg)/体重(g)。
1. 2. 3 流式细胞仪检测小鼠外周血淋巴细胞 CD3、
CD4、CD8 的变化 采用小鼠眼球静脉取血的方法
采集各组小鼠血液 1 ml,加入到含有肝素钠的离心
管中,1 000 r /min离心 10 min,收集各组血清备用,
将剩余血细胞按每管 100 μl分装到 A、B、C 一次性
试管中,各加入 1 ml 10%溶血素,轻轻摇匀,静置 10
min,PBS洗 2 次,分别加入相应的荧光素标记抗体,
即 FITC-抗 CD3,PE-抗 CD4 和 PE-抗 CD8,于 4℃避
光反应 30 min,流式细胞仪检测 T 淋巴细胞 CD3、
CD4、CD8 的表达。
1. 2. 4 小鼠血清中 TNF-α、IL-2、IL-12 的测定 取
方法 1. 2. 2 中所得各组小鼠外周血血清,用 ELISA
法测定 TNF-α、IL-2 和 IL-12 的含量,操作步骤按产
品说明书进行。在酶标仪上测定波长 450nm 处的
A值。根据标准曲线计算出小鼠血清中 TNF-α、IL-
2、IL-12 的含量。
1. 2. 5 小鼠骨髓中细胞形态的变化 抽取各组小
鼠股骨髓进行涂片,经瑞特-吉姆萨染色后,光镜下
观察细胞的形态。每张涂片随机选取 5 个视野,计
数 100 个细胞中幼稚细胞与成熟细胞的比例。
1. 3 统计学分析 所有计量资料采用 SPSS13. 0 统
计软件进行统计处理,实验结果用 x ± s表示。数组
间比较采用单因素方差分析(ANOVA)和 Dunnett s
t检验,以 P < 0. 05 为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 FSEER 对小鼠脾脏指数的影响 实验结果表
明,模型对照组小鼠脾脏指数明显降低,与正常对照
组相比差异具有统计学意义(P < 0. 05),说明 Cy 抑
制了小鼠免疫器官。FSEER 低剂量组和 FSEER 高
剂量组均可使小鼠脾脏指数升高,与正常对照组和
模型对照组相比差别具有统计学意义(P < 0. 05),
(图 1)。
图 1 FSEER对化疗后小鼠脾脏指数的影响
Fig. 1 Effect of FSEER on SI of mice treated by Cy
Note:* . P < 0. 05 vs Control;# P < 0. 05 vs Model.
·626· 中国免疫学杂志 2015 年第 31 卷
2. 2 FSEER对小鼠外周血 T 淋巴细胞亚群的影响
与正常对照组相比,模型对照组 CD3 + CD4 + T淋
巴细胞的比例和 CD4 + /CD8 +比值均显著降低(P <
0. 05),说明环磷酰胺免疫抑制模型制作成功;与模
型对照组相比,FSEER低剂量组 CD3 + CD4 + T淋巴
细胞的比例和 CD4 + /CD8 + 的比值有所提高(P <
0. 05),而高剂量组与模型对照组没有明显变化,差
异不具有统计学意义(P > 0. 05)(表 1)。
2. 3 FSEER 对小鼠外周血 TNF-α、IL-2 的影响
ELISA结果显示,模型对照组小鼠外周血 TNF-α、
IL-2 的含量较正常对照组明显降低,差异有统计学
意义(P < 0. 05);与模型对照组相比,FSEER 高、低
剂量组小鼠外周血 TNF-α、IL-2 的含量均有明显升
高,且差异有统计学意义(P < 0. 05);FSEER高剂量
组小鼠外周血 TNF-α、IL-2 的含量高于低剂量组,差
异具有统计学意义(P < 0. 05)(表 2)。
表 1 FSEER对小鼠外周血 CD3 + CD4 + CD8 +表达的影响
Tab. 1 Effect of FSEER on expression of CD3 + CD4 +
CD8 + of mice peripheral blood
Groups CD3 + CD4 +(%)CD3 + CD8 +(%)CD4 + /CD8 +(%)
Control 36. 59 ± 1. 082) 20. 31 ± 1. 37 1. 80 ± 0. 192)
Model 26. 96 ± 1. 261) 22. 38 ± 1. 631) 1. 20 ± 0. 321)
FSEER 60 mg /(kg·day)32. 40 ± 2. 011)2) 20. 04 ± 1. 59 1. 61 ± 0. 281)2)
FSEER 120 mg /(kg·day)27. 08 ± 0. 971) 21. 54 ± 2. 18 1. 26 ± 0. 351)
Note:1)P <0. 05 vs Control;2)P <0. 05 vs Model.
表 2 FSEER对小鼠外周血 TNF-α、IL-2 的影响
Tab. 2 Effect of FSEER on TNF-α and IL-2 production by
mice
Groups TNF-α(pg /ml) IL-2(pg /ml)
Control 18. 19 ± 3. 122) 15. 20 ± 0. 472)
Model 4. 88 ± 0. 891) 7. 84 ± 0. 111)
FSEER 60 mg /(kg·day) 20. 36 ± 2. 681)2) 12. 70 ± 0. 161)2)
FSEER 120 mg /(kg·day) 27. 19 ± 2. 941)2) 16. 18 ± 0. 751)2)
Note:1)P < 0. 05 vs Control;2)P < 0. 05 vs Model.
图 2 FSEER对小鼠骨髓象的影响(×100)
Fig. 2 Effects of FSEER on hemogram of bone marrow in
mice(×100)
2. 4 FSEER 对小鼠骨髓象的影响 小鼠骨髓涂片
染色结果显示,正常组骨髓象有核细胞增生活跃,粒
红比值正常,粒系各阶段比值、形态大致正常,成熟
粒细胞中杆状核多于分叶核。红系约占有核细胞的
20%左右,以中晚幼红为主,成熟红细胞形态正常。
巨核细胞多见。模型对照组小鼠骨髓象有核细胞增
生降低,粒、红、巨三系细胞均明显受抑,成熟红细胞
大小不等,巨核细胞少见,淋巴细胞比例增高。
FSEER 处理组小鼠骨髓象可见上述骨髓抑制状态
有所改善(图 2)。
3 讨论
已有大量研究证明,机体的免疫抑制与肿瘤的
发生、发展和预后有着密切的关系[6,7]。从某种意
义上讲,肿瘤的发生是机体免疫力低下的结果,而肿
瘤细胞自身也可以合成分泌许多免疫抑制物,在细
胞、分子和基因等不同水平上干扰有效抗肿瘤免疫
效应的发挥,对肿瘤局部及机体全身免疫功能产生
抑制作用,使机体抗肿瘤能力大大下降,主要表现在
T、B 淋巴细胞数量异常、T 细胞亚群比值及 NK 细
胞活性下降,TNF-α 等细胞因子生成低下[8]。在治
疗肿瘤的过程中也有可能使机体的免疫力进一步下
降,如化疗、放疗等方法在杀伤肿瘤细胞的同时也会
对机体的免疫功能和骨髓的造血功能造成很大伤
害,严重时使治疗无法进行下去。另外,免疫受抑也
是导致肿瘤复发和远处转移的重要因素[9]。因此,
寻找既具有抗肿瘤作用而又能增强机体免疫活性的
药物已成为科研工作者新的研究方向[10]。中医药
在治疗恶性肿瘤,提高免疫力方面的应用由来已久,
更以其低毒、廉价、高效等优势越来越受到肿瘤医生
和患者的青睐[19]。本研究前期工作发现,连翘根醇
提取物(FSEER)在体外具有显著的抗肿瘤活性[11],
为了进一步研究其免疫调节作用,我们进行了体内
动物实验。
脾脏作为主要的外周免疫器官,是 T、B 细胞接
受血源性刺激分化成熟并产生效应 T 细胞和浆细
胞的场所,其良好状态是机体能否行使正常免疫功
能的重要保证。脾脏指数在一定程度上反映了机体
的免疫功能状态。本研究结果显示,FSEER 可以提
高免疫抑制小鼠的脾脏指数。
T细胞在免疫应答过程中发挥重要作用,成熟
T淋巴细胞表面均表达 CD3 +,根据功能和 MHC 分
子限制性的不同,可将成熟 T细胞分为 CD4 + T细胞
和 CD8 + T细胞两个亚群,CD4 + T 细胞主要是辅助
性 T细胞(Th)和诱导性 T细胞(Ti),具有辅助细胞
·726·孙佳玮等 连翘根提取物(FSEER)对化疗后小鼠骨髓和免疫抑制的影响 第 5 期
免疫和体液免疫应答的作用,CD8 + T 细胞是细胞毒
性 T细胞(Tc)和抑制性 T细胞(Ts),是重要的效应
细胞。正常情况下机体内各 T 淋巴细胞亚群相互
协作或相互制约,形成适度的免疫应答,维持机体正
常的免疫功能,当 CD4 + T 细胞比例较高或 CD4 + /
CD8 +值较大时,说明机体免疫功能状态良好。当不
同 T细胞亚群的数量和功能异常时,就可能导致机
体免疫功能紊乱,表现为 CD3 + T 细胞、CD4 + T 细胞
数量减少和 CD8 + T 细胞数量增高,导致 CD4 + /
CD8 +比值减小甚至倒置,如 AIDS 患者免疫力低
下,出现 CD4 + T细胞减少导致 CD4 + /CD8 +比值下
降的变化[12,13]。我们用 FCM检测了 FSEER对小鼠
外周血淋巴细胞亚群的影响,结果显示,小鼠在低剂
量 FSEER的作用下,能显著提高 CD3 + CD4 + T淋巴
细胞比例和 CD4 + /CD8 +比值,对 Cy 免疫抑制模型
有明显的恢复作用,而高剂量组却没有表现出这种
作用。说明只有在适当剂量 FSEER作用于机体后,
才可以诱导辅助性 T 细胞增多、提高 CD4 + /CD8 +
比值使机体免疫功能增强。
肿瘤患者免疫抑制还体现在细胞因子水平上的
变化,如 TNF-α、IL-2、IL-12、IFN-γ 等[14,15]。TNF-α
是由活化的巨噬细胞产生的一种能够直接杀伤肿瘤
细胞而对正常细胞无明显毒性的细胞因子,是迄今
为止所发现的直接杀伤肿瘤作用最强的生物活性因
子之一。文献报道 TNF-α 除了对肿瘤细胞具有直
接毒性和生长抑制作用外,还可以通过增强 CD8 + T
细胞的细胞毒作用抵抗肿瘤的生长[16]。IL-2 是辅
助性 T细胞分泌的主要细胞因子,可以诱导记忆性
CD8 + T细胞增殖和分化,并在 CD4 + T 细胞分化转
变为效应 T细胞过程中发挥关键作用[17],IL-2 可以
解除肿瘤对 T 细胞的抑制作用,抗肿瘤作用明
显[18]。本实验分别研究了 FSEER 对小鼠外周血淋
巴细胞 TNF-α 和 IL-2 产生的影响,结果显示,
FSEER能够明显提高免疫抑制小鼠外周血 TNF-α、
IL-2 的水平,进而发挥其免疫调节功能。
骨髓作为中枢免疫器官,是免疫细胞产生、分化
发育和成熟的场所,其造血功能在一定程度上可以
反映出机体免疫功能的强弱。本实验结果表明,
FSEER可改善骨髓造血,显著提升骨髓有核细胞的
数量。FSEER处理组小鼠骨髓象得到了恢复,说明
FSEER 通过对造血系统功能的保护从而改善了环
磷酰胺免疫抑制小鼠的免疫功能状态。本实验初步
探讨了 FSEER在体内模型中发挥的免疫调节作用,
为其在临床上的应用提供初步理论依据。
参考文献:
[1] Masuda Y,Inoue M,Miyata A,et al. Maitake β-glucan enhances
therapeutic effect and reduces myelosupression and nephrotoxicity
of cisplatin in mice[J]. International Immunopharmacology,2009,
5(9):620-626.
[2] 张海燕 . 连翘化学成分及药理活性的研究进展[J].中药材,
2000,10:657-660.
[3] 杨雪艳,刘成伦 . 连翘的研究现状与展望[J].贵州农业科学,
2012,9:233-237.
[4] 渠晓霞,毕润成 . 连翘种群生物学特征与种质资源研究[J].
山西师范大学学报:自然科学版,2004,3(18):76 - 79.
[5] 颜 晰,赵连梅,单保恩 . 连翘根醇提物体外诱导 TE-13 细胞
凋亡机制的研究[J].肿瘤,2013,3:239-244.
[6] Hurwitz AA,Watkins SK. Immune suppression in the tumor micro-
environment:a role for dendritic cell-mediated tolerization of T
cells[J]. Cancer Immunol Immunother,2012,61(2):289-293.
[7] Stewart TJ,Smyth MJ. Improving cancer immunotherapy by targe-
ting tumor-induced immune suppression[J]. Cancer Metastasis
Rev,2011,30(1) :125-140.
[8] 崔 澂 . 参与肿瘤免疫逃逸的免疫抑制分子[J].临床肿瘤学
杂志,2005,10(5):545-548.
[9] Topalian SL,Weiner GJ,Pardoll DM. Cancer immunotherapy comes
of age[J]. J Clin Oncol,2011,29(36) :4828-4836.
[10] 朱 燕,朱 平,卜定方 . 化疗药物的免疫调节作用[J]. 肿
瘤,2011,(11) :1050-1054.
[11] 颜 晰,赵连梅,孙佳玮,等 . 连翘提取物体外抗肿瘤活性的
初步研究[J].癌变 畸变 突变,2012,24(1):20-24.
[12] Yvonne J. Rosenberg,Arthur O. Anderson,Reinhard Pabst. HIV-
induced decline in blood CD4 /CD8 ratios:viral killing or altered
lymphocyte trafficking? [J]. Immunology Today,1998,19(1) :
10-17.
[13] Parikh S,Shah I. Short-term follow-up of HIV-1 infected children
without treatment:use of CD4 /CD8 ratio as a marker of disease
progression[J]. J Trop Pediatr,2011,57(3) :235-236.
[14] Poschke I,Mougiakakos D,Kiessling R. Camouflage and sabo-
tage:tumor escape from the immune system[J]. Cancer Immunol
Immunother,2011,60(8) :1161-1171.
[15] Sikora AG,Hailemichael Y,Overwijk WW. Conference Scene:Im-
mune effector mechanisms in tumor immunity[J]. Immunothera-
py,2012,4(2) :141-143.
[16] Shi M,Ye Z,Umeshappa KS Keshav S. Alpha tumor necrosis fac-
tor contributes to CD8 + T cell survival in the transition phase
[J]. Biochem and Biophys Res Commun,2007,360 (3):
702-707.
[17] Boyman O,Sprent J. The role of interleukin-2 during homeostasis
and activation of the immune system[J]. Nat Rev Immunol,
2012,3:180-190.
[18] Waldmann TA. The IL-2 / IL-2 receptor system:a target for ration-
al immune intervention[J]. Immunol Today,1993,14 (5) :
159-164.
[19] Zhu DY,Qu LH,Zhang XN,et al. Icariin-mediated modulation of
cell cycle and P53 during cardiomyocyte differention in embry-on-
ic stem cells[J]. Eur J Pharmacol,2005,514(223) :92-110.
[收稿 2014-11-07 修回 2014-12-02]
(编辑 倪 鹏)
·826· 中国免疫学杂志 2015 年第 31 卷