全 文 :1999,15(2):86-89.
[7] Kim S,Izumi Y,Izumiya Y,et al.Beneficial effects of com-
bined blockade of ACE and AT1receptor on intimal hyperpla-
sia in baloon-injured rat artery[J].Arterioscler Thromb Vasc
Biol,2002,22(8):1299-1304.
[8] Okada K,Hirano T,Ran J,et al.Olmesartan medoxomil,an
angiotensin II receptor blocker ameliorates insulin resistance
and decreases triglyceride production in fructose-fed rats[J].
Hypertens Res,2004,27(4):293-299.
[9] Bligh EG,Dyer WJ.A rapid method of total lipid extraction
and purification[J].Can J Biochem Physiol,1959,37(8):
911-917.
[10]Bray GA.The Zucker-fatty rat:a review[J].Federation Pro-
ceedings,1977,36(2):148-153.
[11]Ran J,Hirano T,Adachi M.Angiotensin II type 1receptor
blocker ameliorates overproduction and accumulation of tri-
glyceride in liver of Zucker fatty rats[J].Am J Physiol En-
dotrinol Metab,2004,287(2):227-232.
[12]Nagel JM,Tietz AB,G ke B,et al.The effect of telmisartan
on glucose and lipid metabolism in nondiabetic,insulin-resist-
ant subjects[J].Metabolism,2006,55(9):1149-1154.
[13]Ran J,Hirano T,Adachi M.Angiotensin II infusion increases
hepatic triglyceride production via its type 2receptor in rats
[J].J Hypertens,2005,23(8):1525-1530.
[14]Fielding B.Tracing the fate of dietary fatty acids:metabolic
studies of postprandial lipaemia in human subjects[J].Proc
Nutr Soc,2011,70(3):342-350.
[15]Zhang X,Li ZZ,Liu DF,et al.Angiotensin-converting en-
zyme inhibitors improve hepatic steatosis by modulating ex-
pression of tumor necrosis factor-alpha,interleukin-6and adi-
ponectin receptor-2in rats with type 2diabetes[J].Clin Exp
Pharmacol Physiol,2009,36(7):631-636.
[16]姜旭,崔钦利,李茂科,等.贝那普利联合缬沙坦对高血压病人
血压、血肌酐及尿白蛋白的影响[J].中华医学实践杂志.2009,
8(3):129-133.
[17]Becari C,Teixeira FR,Oliveira EB,et al.Angiotensin-con-
verting enzyme inhibition augments the expression of rat elas-
tase-2,an angiotensin II-forming enzyme[J].Am J Physiol
Heart Circ Physiol,2011,301(2):H565-H570.
[18]Cheng J,Zhang X,Tian J,et al.Combination therapy an
ACE inhibitor and an angiotensin receptor blocker for IgA ne-
phropathy:a meta-analysis[J].Int J Clin Pract,2012,66
(10):917-923.
[19]Tylicki L,Lizakowski S,Rutkowski B.Renin-angiotensin-al-
dosterone system blockade for nephroprotection:current evi-
dence and future directions[J].J Nephrol,2012,doi:10.
5301/jn.5000134.
[20]Thatcher S,Yiannikouris F,Gupte M,et al.The adipose re-
nin-angiotensin system:role in cardiovascular disease[J].Mol
Cel Endocrinol,2009,302(2):111-117.
[收稿日期]2012-10-17
[作者简介]雷湘,女,博士,副教授,研究方向天然药物生物活性物质基础,电话:18971487320,E-mail:leixiang1970@sohu.com [通讯作者]
阮金兰,男,教授,博士生导师,研究方向:天然药物生物活性物质基础。
渐尖毛蕨黄酮对3T3-L1前脂肪细胞增殖与分化的影响
雷湘1,杨娴2,陈镜楼2,阮金兰1,2 (1.武昌理工学院生命科学学院,湖北 武汉430223;2.华中科技大学同济药学院,湖
北 武汉430030)
[摘要] 目的:探索渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞增殖与分化的影响。方法:通过检测细胞存活率和检测细胞乳酸脱氢酶
(LDH)分泌量来评价渐尖毛蕨是否存在细胞毒性,通过检测细胞的油红O染色程度,LDH分泌量和细胞葡萄糖消耗来综合
评价渐尖毛蕨给药对前脂肪细胞增殖分化的影响。结果:渐尖毛蕨给药组的细胞 MTT值和LDH分泌值未有明显改变,而给
药组油红染色程度和甘油三酯(TG)含量均显著性下降了,同时葡萄糖消耗明显上升。结论:渐尖毛蕨具有抑制3T3-L1前脂
肪细胞增殖与分化的活性。
[关键词] 渐尖毛蕨;3T3-L1前脂肪细胞;增殖;分化
[中图分类号]R963 [文献标识码]A [文章编号]1001-5213(2013)10-0775-04
Effect of Cyclosorus acuminatus on the proliferation and differentiation of 3T3-L1 preadipo-
cytes
LEI Xiang1,YANG Xian2,CHEN Jing-lou2,RUAN Jin-lan1,2(1.School of Life Science of Wuchang University of
Technology,Hubei Wuhan 430223,China;2.Colege of Pharmacy,Tongji Medical Center of Huazhong University of Science
and Technology,Hubei Wuhan 430030,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE The aim of this study was to investigate the effect of Cyclosorus acuminatus on the proliferation and
differentiation of 3T3-L1preadipocytes.METHODS The cytotoxicity of Cyclosorus acuminatus was detected by MTT and
LDH methods.The proliferation and differentiation were measured by oil and red O staining,TG content and glucose taken
were detected.RESULTS No cytoxicity was observed in this study.The content of oil and red O staining and TG of Cy-
closorus acuminatus treated were significantly decreased while the glucose taken was obviously increased.CONCLUSION Cy-
·577·中国医院药学杂志2013年第33卷第10期Chin Hosp Pharm J,2013May,Vol 33,No.10
DOI:10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2013.10.008
closorus acuminatus had the activity of inhibiting the proliferation and differentiation of 3T3-L1preadipocytes.
KEY WORDS:Cyclosorus acuminatus;3T3-L1preadipocytes;proliferation;differentiation
渐尖毛蕨Cyclosorus acuminatus(Houtt)Na-
kai是金星蕨科毛蕨属渐尖毛蕨干燥根茎或全草,
药用名黑舒筋,牛肋巴,小叶凤凰尾巴草等。《中华
本草》记载其具有治疗消化不良、小儿疳积,痢疾泄
泻,热淋,烧烫伤,狂犬咬伤,咽喉肿痛,风湿痹痛等
药用价值[1]。文献报道其具有改善小鼠高血糖和糖
尿病肾病的作用,其作用机制与调控PPAR家族和
细胞因子分泌有关[2]。报道显示脂肪组织是人体重
要的分泌器官,3T3-L1前脂肪细胞在分化为脂肪
细胞过程中分泌的细胞因子将诱导胰岛素抵抗的形
成,而该分化过程亦受PPAR家族调控[3]。因此,
本实验重点探讨渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞
增殖与分化的影响。
1 材料
荧光倒置显微镜(日本 Olympus公司,Olym-
pus-Ckx41型);酶标仪(Multiskan Asent V1.23
型,美国);pH仪(美国 Mettler Toledo公司,DEL-
TA320型);超低温冰箱(美国New Brunswick Sci-
entific公司,V410型);0.22μm膜式过滤器(美国
Milipore公司,Milex GP型)。
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium
(DMEM)培养基购于美国Gibco化学试剂公司;链
霉素、青霉素、胰蛋白酶购自于美国 Amresco化学
试剂公司;3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)2,5-diphe-
nyltetrazoliumbromide(MTT)、DMSO、3-异丁基-1-
甲基黄嘌呤(3-isobutyl-1-methylxanthine,IBMX)、
地塞米松、胰岛素(牛)购于美国Sigma化学试剂公
司;格列本脲(山西云鹏制药有限公司)。
细胞与药材3T3-L1小鼠前脂肪细胞来源于
武汉市同济医院;渐尖毛蕨全草采至江西九江,由江
西省九江林科所高级工程师谭策铭教授鉴定为金星
蕨 科 毛 蕨 属 渐 尖 毛 蕨 Cyclosorus acuminatus
(Houtt)Nakai。渐尖毛蕨冻干粉末按照已报道的
工艺用溶剂热回流提取、萃取法制备得到[2],总黄酮
含量用芦丁等量法检测[4],其总黄酮含量为28.
77%。
2 方法[5-7]
2.1 细胞 MTT检测 取DMEM 培养基,灭活胎
牛血清,链霉素,青霉素配置培养基含10%胎牛血
清,100μg·mL
-1链霉素和100U·mL-1青霉素。
3T3-L1前脂肪细胞于37℃、5% 二氧化碳/95%空
气环境下培养24h。取96孔细胞板1块,将3T3-
L1前脂肪细胞以5×104个/mL的密度接种于96
孔板B2-11、C2-11、D2-11、E2-11、F2-11和G2-11各
孔,每孔0.2mL。A1-12、H1-12、1A-H 和12A-H
各孔加入PBS每孔0.2mL。放入培养箱培养12h。
取出96孔板,换液,B到F行2-11列分别加药使得
各行终质量浓度为B:渐尖毛蕨25μg·mL
-1,C:50
μg·mL
-1,D:100μg·mL
-1,E:200μg·mL
-1,F:格
列本脲25μg·mL
-1,放入培养箱培养24h,进行细
胞 MTT检测。用酶标仪在490nm波长下检测吸
光度,记录为 A。如下计算细胞存活率:存活率=
(A测定孔-A空白孔)/(A正常孔-A空白孔)。
2.2 细胞分化试剂准备 取0.2mL浓盐酸,加入
新制超纯水9.8mL,充分混合均匀,精密称量胰岛
素5mg,溶解于该酸化水中。分装后于-20℃保
存。得胰岛素储备液,质量浓度为0.5mg·mL-1。
取1mL经过0.22μm微孔滤膜过滤的无水乙醇,精
密称量地塞米松5mg溶解于无水乙醇中,加入新制
超纯水99mL,充分混合均匀。质量浓度为0.05
mg·mL-1,分装后于-20℃保存,得地塞米松储备
液。精密称量IBMX5mg溶解于100μL二甲亚砜
中,充分混合均匀。得IBMX储备液,质量浓度为
50mg·mL-1。用该储备液和已配制的正常DMEM
培养基配制3T3-L1前脂肪细胞生长各阶段所需
的分化型(I型,II型)培养基。其中I型培养基含
10%的胎牛血清、100μg·mL
-1的链霉素、100U·
mL-1的青霉素、0.5mmol·L-1的IBMX、1μmol·
L-1的地塞米松和5μg·mL
-1的胰岛素,II型培养
基含10%的胎牛血清,100μg·mL
-1的链霉素,100
U·mL-1的青霉素和5μg·mL
-1的胰岛素。
2.3 油红O染色 取6孔细胞培养板和灭菌过的
盖玻片。仔细将盖玻片平整铺入细胞培养板的每个
孔内,每孔一片,铺于正中央,并且仔细排尽气泡,以
制备细胞爬片。将3T3-L1前脂肪细胞以5×104
个/mL的密度接种于到6孔板爬片上。分别加药
使得各孔终质量浓度为渐尖毛蕨25,50,100,200
μg·mL
-1,和格列本脲25μg·mL
-1。之后放入培养
箱培养2d。取出换液,每孔加入分化II型培养基
2mL,放入培养箱培养2d后取出换液操作。之后
每隔2d换液,每孔加入正常培养基2mL(含10%的
胎牛血清,100μg·mL
-1的链霉素和100U·mL-1的
青霉素)直到第8天。正常对照组细胞在显微镜下
观察可见油脂小滴存在,标志3T3-L1前脂肪细胞
·677· 中国医院药学杂志2013年第33卷第10期Chin Hosp Pharm J,2013May,Vol 33,No.10
分化为脂肪细胞成功。然后取出6孔板,对细胞进
行油红染色实验,具体操作如下。精密称量600mg
的油红O染色剂溶解于100mL的异丙醇,在50℃
溶解1h至完全溶解。避光静置过夜,过滤后室温保
存。取出6孔板,用PBS清洗2次后用2mL PBS
新鲜配制的3.7%的甲醛溶液固定1h。然后用注射
用水仔细清洗3次,自然避光晾干,用1~2mL的油
红O染色剂染色1h。弃去多余油红O染色剂。并
用双蒸水仔细清洗2次,晾干。显微镜下观察染色
成功后。细胞的油脂小滴用适量60%的异丙醇溶
解,在520nm波长下检测吸光度。
2.4 LDH检测 取24孔细胞板1块,将3T3-L1
前脂肪细胞以5×104个/mL的密度接种于24孔细
胞板各孔,每孔0.5mL,放入培养箱培养24h。取
出24孔细胞板,换液。分别加药使得各列终质量浓
度为渐尖毛蕨25,50,100,200μg·mL
-1,和格列本
脲25μg·mL
-1。之后放入培养箱继续培养,分别在
12,24,48h时间点收集上清液。2 000r·min-1离心
10min,取上清液50μL在-80℃保存,用于LDH
检测。操作如下。LDH 工作液配制:精密称量
12.1g三羟甲基氨基甲烷(Tris)于1 000mL量瓶
中,用超纯水充分溶解,定溶。得0.1mol·L-1的
Tris溶液。取10mL浓盐酸于100mL量瓶中,加
入超纯水90mL,混合均匀得0.1mol·L-1的盐酸溶
液。精密量取 Tris溶液50mL和盐酸溶液42mL
于100mL容量瓶中,调节为pH 7.4,定容,得50
mmol·L-1,pH 7.4的Tris缓冲液。精密称量烟酰
胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)2.88mg和146mg
EDTA,充分溶解于100mL的50mmol·L-1,pH
7.4的 Tris缓冲液中,混合均匀。得LDH 工作液
(Tris-EDTA-NADH;50mmol·L-1 Tris缓冲液-
150μmol·L
-1 NADH-5mmol·L-1 EDTA,pH 7.4,
37℃。取50μL待测样品,加入2mL的LDH工作
液,混合均匀后于37℃恒温孵育12min。取出,加
入在37℃预热的13.5mmol·L-1的丙酮酸钠200
μL,混合均匀,记录为第0min。在37℃,340nm波
长下检测第1,2,3min时的吸光度 A1,A2和 A3。
对照组的吸光度记录为A1',A2',和A3'。LDH释放
率=(A1/A1'+ A2/A2'+ A3/A3')/3
2.5 TG检测 取24孔细胞板1块,将3T3-L1前
脂肪细胞以5×104个/mL的密度接种于24孔细胞
板各孔。分别加药使得各列终浓度为渐尖毛蕨25,
50,100,200μg·mL
-1,和格列本脲25μg·mL
-1。
培养2d。取出换液,每孔加入分化II型培养基2
mL(含10%胎牛血清,100μg·mL
-1链霉素,100U
·mL-1青霉素和5μg·mL
-1胰岛素),放入培养箱培
养2d。之后每隔2天换液,每孔加入正常培养基2
mL(含10%的胎牛血清,100μg·mL
-1的链霉素和
100U·mL-1的青霉素)直到第8天。细胞在显微镜
下观察可见油脂小滴存在。标志3T3-L1前脂肪细
胞分化为脂肪细胞成功。分化后超声破碎细胞,收
集细胞液检测TG。
2.6 葡萄糖消耗实验 取24孔细胞板1块,将
3T3-L1前脂肪细胞以5×104个·mL-1的密度接种
于24孔细胞板各孔。每孔0.5mL。进行分化操
作。分别加药使得各列终质量浓度为渐尖毛蕨25,
50,100,200μg·mL
-1,和格列本脲25μg·mL
-1。
之后放入细胞培养箱继续,第9天取出换液同法给
药,第10天取出,换液。此时改用不含葡萄糖的培
养基,在1A-D,2A-D,3A-D,和4A-D分别加入含药
培养基使得渐尖毛蕨终质量浓度为25,50,100,200
μg·mL
-1,每孔2mL。5A-D加入含药培养基使得
格列本脲终浓度为25μg·mL
-1,5A-D加入不含药
的正常培养基,放入细胞培养箱继续1h,取出,换
液,此时改用含8mmol·L-1的葡萄糖的培养基,在
1A-D,2A-D,3A-D,和4A-D分别加入含药培养基
使得渐尖毛蕨终浓度为25,50,100,200μg·mL
-1,
每孔2mL。5A-D加入含药培养基使得格列本脲终
质量浓度为25μg·mL
-1,5A-D加入不含药的正常
培养基放入细胞培养箱继续1h。取出24孔细胞培
养板,收集上清液,检测培养基剩余葡萄糖的含量。
细胞葡萄糖消耗率=(8mmol/L-剩余葡萄糖量)/
8mmol·L-1。
3 结果
实验首先利用检测细胞存活率和检测细胞分泌
LDH水平来考察渐尖毛蕨是否有潜在的细胞毒作
用,结果如图1A和C所示,梯度浓度(25~200μg·
mL-1)的各渐尖毛蕨黄酮给药组,阳性组和正常组
之间均没有显示出3T3-L1前脂肪细胞的细胞毒
性,说明该浓度范围的渐尖毛蕨干预是安全可靠的。
随后采用经典诱导分化法,对3T3-L1细胞进行诱
导分化。分化成功后,用油红 O染色,异丙醇溶解
检测吸光度,定量反映细胞内脂肪的含量来判断细
胞的分化程度。从图1B可以看出,成熟的脂肪细
胞中油脂含量较高(染色后吸光度高),而渐尖毛蕨
呈剂量依赖性的抑制了前脂肪细胞分化为脂肪细胞
(P<0.05)。图1D-E表示了分化成熟的脂肪细胞
其TG含量上升而葡萄糖利用率降低。同样的,渐
尖毛蕨呈剂量依赖性的抑制了这种改变(P<
0.05)。其中200μg·mL
-1渐尖毛蕨给药增强葡萄
·777·中国医院药学杂志2013年第33卷第10期Chin Hosp Pharm J,2013May,Vol 33,No.10
糖利用率的生理活性比阳性对照更为显著(P<
0.05)。图中,a,b,c,d,e,f为统计学显著性标示。
标注有相同数标(a,b,c,d,e,f)的组没有显著性
差异,不同数标组之间具有显著性差异(P<0.05)。
图A和C中各组之间均没有显著性差异。数据统
计使用SPSS软件完成。
图1 渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响(n=10)
A.渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞存活率的影响图;B.渐尖毛蕨
对3T3-L1前脂肪细胞油红O染色的影响图;C.渐尖毛蕨对3T3-
L1前脂肪细胞LDH分泌的影响图;D.渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪
细胞TG分泌的影响图;E.渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞葡萄糖
利用率的影响图
Fig 1 Effects of Cyclosorus acuminatus on 3T3-L1(n=10)
A.the effect of Cyclosorus acuminatus on the 3T3-L1viability;B.
the effect of Cyclosorus acuminatus on the oil red O staining of 3T3-
L1;C.the effect of Cyclosorus acuminatus on the LDH secretion of
3T3-L1;D.the effect of Cyclosorus acuminatus on the TG secretion
of 3T3-L1;E.the effect of Cyclosorus acuminatus on the glucose
taken of 3T3-L1
4 讨论
渐尖毛蕨在民间药用已有相当长的历史。近年
来多种结构新颖的黄酮类化合物首次从该植物中提
取分离得到[8]。研究报道亦显示渐尖毛蕨具有显著
性的调节血脂混乱,抑制糖尿病等药用潜力[2]。
3T3-L1细胞株广泛应用于肥胖和糖尿病的细胞层
面研究中,其作为前脂肪细胞在分化为脂肪细胞的
过程中会分泌多种促炎症因子(例如IL-6等),从而
诱发胰岛素抵抗[7]。本实验首先分别采用 MTT法
检测渐尖毛蕨对3T3-L1前脂肪细胞是否存在细胞
毒作用;采用检测分化后的脂肪细胞分泌LDH 量
的方法评价渐尖毛蕨对分化后的脂肪细胞是否存在
细胞毒作用。结果显示渐尖毛蕨对正常的3T3-L1
前脂肪细胞和已经分化成的脂肪细胞均无杀细胞作
用。在排除假阳性结果的同时亦提示了其药用的安
全性。随后,本文利用经典胰岛素诱导法诱导3T3-
L1前脂肪细胞增殖和分化,并在分化过程中进行进
行梯度浓度的渐尖毛蕨给药干预。结果显示渐尖毛
蕨能够呈剂量依赖性的明显抑制3T3-L1前脂肪细
胞增殖和分化,给药后脂滴聚集程度明显减轻,TG
分泌量显著性减少。同时葡萄糖转运加强,说明渐
尖毛蕨给药能够抑制3T3-L1前脂肪细胞增殖和分
化诱导的胰岛素抵抗形成。该结果显示渐尖毛蕨对
糖尿病的控制具有深远的意义,并且其作用环节可
能集中在3T3-L1前脂肪细胞的分化过程中。
参考文献:
[1] 中国中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草 [M].上海.
上海科学技术出版社,1998,2,159-160.
[2] Jing LC,Yong FL,Yu JL,et al.Extract of Cyclosorus acu-
minatus attenuates diabetic nephropathy in mice via modifying
peroxisome proliferators activated receptor signaling pathway
[J].Food Chem,2011,128(3):659-666.
[3] Freise C,Erben U,Neuman U,et al.An active extract of
Lindera obtusiloba inhibits adipogenesis via sustained Wnt si-
galing and exerts anti-inflammatory effects in the 3T3-L1prea-
dipocytes[J].J Nutr Biochem,2010,21(7):1170-1177.
[4] Sakanaka S,Tachibana Y,Okada Y.Preparation and antioxi-
dant properties of extracts of Japanese persimmon leaf tea
(kakinoha-cha).Food Chemistry,2005,89(4):569-575.
[5] 孙世利,凌彩金,刘军,等.茶多酚与茶黄素对前脂肪细胞
3T3-L1增殖与分化的影响[J].广东农业科学,2011,44
(12):137-139.
[6] Galant M,Odei-Addo F,Frost CL.Biological effects of THC
and a lipophilic cannabis extract on normal and insulin resistant
3T3-L1adipocytes[J].Phytomedicine,2009,16(10):942-
949.
[7] Li SY,Chang CQ,Ma FY,et al.Modulating effects of chlo-
rogenic acid on lipids and glucose metabolism and expression of
hepatic peroxisome proliferator-activated receptor-αin golden
hamsters fed on high fat diet[J].Biomed Environ Sci,2009,
22(2):122-129.
[8] Fang W,Ruan JL,Wang Z,et al.Acetylated Flavanone Gly-
cosides from the Rhizomes of Cyclosorus acuminatus[J].J
Nat Prod,2006,69(11):1641-1644.
[收稿日期]2012-12-01
·877· 中国医院药学杂志2013年第33卷第10期Chin Hosp Pharm J,2013May,Vol 33,No.10