全 文 :第 43 卷第 16 期
2015 年 8 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 43 No. 16
Aug. 2015
朝鲜当归源紫花前胡素对 LPS损伤 THP - 1 细胞的研究*
李 莉1,杜纪坤2,邹丽宜1,夏海珊1,张振声1,唐梓华1,吴 铁1
(1 广东医学院,广东 东莞 523808;2 深圳市宝安区沙井人民医院,广东 深圳 518104)
摘 要:THP - 1 细胞在佛波酯 (PMA)的作用下,分化为巨噬细胞样细胞后进行脂多糖(LPS)诱生炎性细胞因子,探讨朝
鲜当归源紫花前胡素对 LPS 诱导 TPH - 1 分泌肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)、白细胞介素 - 1β(IL - 1β)、单核细胞趋化蛋白 - 1
(MCP - 1)的调节作用。结果表明,紫花前胡素能够提高 LPS所致 PMA 诱导分化的 THP - 1 的细胞活力的降低,并抑制 LPS诱导
产生的炎性细胞因子 TNF - α、IL - 1β和 MCP - 1。紫花前胡素对 LPS损伤的 THP - 1 细胞具有保护作用,可能是通过抑制 LPS 刺
激细胞所诱生的炎性细胞因子 TNF - α、IL - 1β和 MCP - 1 的水平而发挥炎症调节作用实现的。
关键词:THP - 1;紫花前胡素;抗炎症
中图分类号:R963 文献标志码:A 文章编号:1001 - 9677(2015)016 - 0088 - 03
* 基金项目:湛江市科技计划项目 (No. :2012C3104018) ;深圳市科技计划项目 (No. :201302173) ;广东医学院大学生创新实验项目 (No. :
2014ZYDM007)。
第一作者:李莉 (1981 -) ,女,助理研究员。
通讯作者:杜纪坤 (1980 -) ,男,助理研究员。
Protective Effect of Dercursin Purified from Angelica gigas Nakai
on LPS - induced Toxicity in THP - 1 Cells*
LI Li1,DU Ji - kun2,ZOU Li - yi1,XIA Hai - shan1,ZHANG Zhen - sheng1,TANG Zi - hua1,WU Tie1
(1 Guangdong Medical College,Guangdong Dongguan 523808;
2 Shenzhen Baoan Shajing Peoples Hospital,Guangdong Shenzhen 518104,China)
Abstract:To investigate the protective effect of decursin on LPS - induced toxicity in THP - 1 cells and its
underlying mechanism,the cell viability,TNF - α content,IL - 1β content and MCP - 1 content in LPS - induced
toxicity in THP - 1 Cells with and without coenzyme decursin were detected. The results showed that decursin reduced
LPS - induced cytotoxicity in THP -1 cells. Treatment of cells with decursin diminished intracellular generation of TNF -
α、IL - 1β and MCP - 1 in response to LPS. Decursin augments cellular anti - inflammatory defensed capacity,thereby
protecting the THP -1 cells from LPS - induced toxicity.
Key words:THP -1;decursin;anti - inflammatory
炎症反应有利于机体清除入侵的病原微生物,清除损伤坏
死的细胞及异常聚集沉积的蛋白质,促进损伤组织的修复。同
时也可产生大量的促炎性细胞因子,如 IL - 6、TNF - α、TGF
- β、MCP - 1 等[1]。TNF - α、IL - 1β 和 TGF - β 是参与机体
炎性反应和一系列病理生理过程的重要介质。
中、日、韩三国药典分别收载了三种当归种属,朝鲜当归
(韩国) (A. gigas Nakai)、中国当归(A. sinensis (oliv. )Diels)
和日 本 当 归 (A. acutiloba Kitagawa or A. acutitoba Kitagawa
var. suglyama Hikino)。虽然三种当归的药理作用很相似,但是
其化学成分却相差迥异,香豆素类化合物为韩国当归的主要
成,其中紫花前胡素含量达到其干燥根的 4. 56%[2 - 3],而在中
国当归和日本当时中却未发现类似化合物。研究表明,紫花前
胡素具有抗菌、抗癌、抗肿瘤、抗老年痴呆、抗氧化、抗血栓
及血小板凝集作用[4],然而紫花前胡素是否能有效抑制炎症反
应所致的损伤,鲜有报道。
本文 通 过 观 察 朝 鲜 当 归 源 紫 花 前 胡 素 对 脂 多 糖
(lipopolysaccharide,LPS)诱导的 THP - 1 细胞炎症性细胞因子
释放的调节作用,探讨紫花前胡素对 THP - 1 细胞炎症损伤的
保护作用与机制,为有效防治炎症疾病提供有益的实验数据,
可望为炎症疾病提出一种新的更好的治疗方案和药物或功能性
食品。
1 材料与方法
1. 1 材 料
人急性单核细胞白血病细胞 THP - 1,韩国细胞库 KCLB;
紫花前胡素 (由 Inje University Dr. MJ Kim教授提供) ;RPMI +
GlutaMAXTM - l 培养基,GIBCO;马血清,Invitrogen;MTT 试
剂盒,Biochem;PMA,Sigma - Aldrich;Bio - Plex Multiplex 细
胞因子试剂盒,Bio - Rad。
1. 2 细胞培养
将 THP - 1 细胞置于含 10%马血清的 RPMI + GlutaMAXTM
第 43 卷第 16 期 李莉,等:朝鲜当归源紫花前胡素对 LPS损伤 THP - 1 细胞的研究 89
- l培养基 (含青霉素 100 IU/mL,链霉素 100 IU/mL)中,于 37
℃、5% CO2培养箱静置培养。该细胞株悬浮生长,每两天换液
一次。细胞复苏后,传至 3 ~ 5 代后方可用于建模。选取对数
生长期细胞进行实验。
1. 3 实验分组及药物处理
实验分组为:正常对照组、LPS 模型组(1 μg /mL)、紫花
前胡素(2. 5 μM)+ LPS (1 μg /mL)低浓度处理组、紫花前胡素
(5 μM)+ LPS (1 μg /mL)中浓度处理组及紫花前胡素(10 μM)
+ LPS (1 μg /mL)高浓度处理组。
离心收集对数期 THP - 1 细胞,106 个 /孔接种于 96 孔板,
加入 50 ng /mL PMA刺激活化 24 h 后去除培养上清,以 37 ℃温
育的 RPMI + GlutaMAXTM - l 培养基洗涤 3 次,洗去未贴壁的
THP - 1 细胞。用 PMA处理后的贴壁细胞,即为分化成熟的巨
噬细胞。将每孔培养基吸出,用 PBS 洗涤 3 遍,换新鲜 RPMI
+ GlutaMAXTM - l培养基继续培养 24 h 后,各组吸弃原培养液,
分别加入 LPS (1 μg /mL)、不同浓度 (0、2. 5、5、10 μM)的
紫花前胡素继续孵育 24 h后,检测各项实验指标。
1. 4 MTT 法检测紫花前胡素对 LPS 诱导分化的
THP -1 细胞活性的影响
细胞在线粒体能量代谢过程中产生的玻拍酸脱氢酶可将淡
黄色的四甲基氮哇盐 (MTT)还原成不溶于水的蓝紫色
Formazan 结晶,形成的结晶与增殖的细胞数成正比,将结晶溶
解,在最大吸收峰波长测定溶液吸光度值,能直接反映活细胞
的数量及其新陈代谢强度。各组细胞按上述方法处理后到相应
时间点,加入 MTT (5 mg /mL)20 μL /孔,继续培养 4 h 后吸除
上层液体,加入 DMSO 100 μL /孔,于 37 ℃培养箱 15 min,待
蓝紫色结晶物完全溶解后,酶标仪检测各组细胞在 490 nm 下
的吸光值。以为正常对照组细胞生长率为 100%,其余各组按
下列公式计算细胞存活率:
细胞存活率 =各组吸光值 /正常对照吸光值 × 100%
1. 5 紫花前胡素对 LPS 诱导分化的 THP -1 细胞炎
性细胞因子分泌影响
取细胞匀浆上清,按照 Bio - Rad公司试剂盒说明书,使用
Luminex 100 analyzer (Luminex Corp.,Austin,TX)进行炎性细
胞因子 TNF - α、 IL - 1β 和 MCP - 1 含量测定,利用
MasterPlexTM QT Analysis version 2 (MiraiBio,Alameda,CA)制作
标准曲线进行定量。
1. 6 统计学处理
本文中的各项实验每组均重复 3 次以上,数据用 Mean ±
SD 表示,结果比较采用单因素方差分析和 ANOVA检验统计分
析。p < 0. 05 为差异有显著性意义。
2 结 果
2. 1 紫花前胡素减轻 LPS 诱导分化的 THP -1 细胞
活性降低
为了确立分化的 THP - 1 细胞损伤模型中合适的 LPS浓度,
首先分析不同浓度的 LPS 下分化的 THP - 1 细胞活力的变化。
结果显示:细胞活力与 LPS浓度呈负相关,即与正常对照组相
比,各实验组细胞活力随 LPS 浓度增大而下降。其中 1 μg /mL
LPS组,当作用时间为 24 h 时细胞活力约为 70%,选取 1 μg /mL
LPS浓度制作炎症损伤模型(图 1)。
图 1 不同浓度 LPS对分化的 THP - 1 细胞活性的影响
Fig. 1 Cell viability of LPS in THP - 1 cells
图 2 紫花前胡素对 LPS诱导的 THP - 1 细胞的活性的影响
Fig. 2 Effect of decursin on LPS - induced toxicity in THP - 1cells
如图 2 所示,THP - 1 细胞在不同浓度紫花前胡素中预孵
育 24 h,紫花前胡素对细胞活性呈剂量依赖性增加,紫花前胡
素小剂量组细胞活性较模型组未见明显升高(p > 0. 05) ,在用
5 μM 紫花前胡素处理细胞时,细胞的存活率与 LPS 组相比有
显著提高(p < 0. 05) ,在使用 10 μM 紫花前胡素处理细胞时,
细胞存活率达到峰值(p < 0. 01)。表明紫花前胡素对 LPS 诱导
的 THP - 1 细胞的炎症损伤具有保护作用。
2. 2 紫花前胡素抑制 LPS 诱导分化的 THP -1 细胞
炎性细胞因子分泌
图 3 紫花前胡素对 LPS诱导的 TNF - α分泌的影响
Fig. 3 Effects of decursin on LPS - induced TNF - α secretion in THP - 1cells
对各组细胞进行细胞因了检测,结果显示(图 3 ~ 图 5) :
LPS能有效刺激 PMA 诱导分化的 THP - 1 细胞分泌炎性细胞因
子 TNF - α、IL - 1β 和 MCP - 1,与正常对照组相比有显著性
差异(p < 0. 01)。紫花前胡素作用时,TNF - α、IL - 1β和 MCP
- 1 产生的量显著低于 LPS 刺激所诱导的量,显示了紫花前胡
素对 LPS 诱导的炎性细胞因子分泌的抑制作用,且呈剂量依赖
性增加(p < 0. 05)。
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图 4 紫花前胡素对 LPS诱导的 IL - 1β分泌的影响
Fig. 4 Effects of decursin on LPS - induced IL - 1β secretion in THP - 1cells
图 5 紫花前胡素对 LPS诱导的 MCP - 1 分泌的影响
Fig. 5 Effects of decursin on LPS - induced MCP - 1secretion in THP - 1cells
3 讨 论
炎性反应对机体的影响是一把双刃剑。在炎性反应发生初
期,当巨噬细胞受到相应刺激后便会被激活,这些活化的巨噬
细胞可分泌 TNF - α、IL - 1β 和 TGF - β,而 TNF - α、IL - 1β
和 TGF - β 又可通过特异性地作用于外周血中的单核细胞和细
胞信号传导激活核因子 - κB (nuclear factor,NF - κB) ,造成单
核细胞的进一步募集和活化,进而更多的炎性介质释放,最终
导致炎症的进一步发展[5 - 6]。因此,TNF - α、IL - 1β 和 TGF
- β在炎性反应的发生发展中起着举足轻重的作用,降低 TNF
- α、IL - 1β和 TGF - β的表达水平有助于阻止早期炎性反应。
脂多糖 (LPS)又称为内毒素,是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要
成分,能够刺激单核 -巨噬细胞高分泌 TNF - α、IL - 1、IL - 6
等促炎性细胞因子[7]。本实验采用 LPS 孵育经 PMA 诱导的
THP - 1 细
胞,建立了炎症细胞模型,通过 MTT法发现紫花前胡素能够提
高 LPS致 THP - 1 细胞的细胞活力的降低。为了进一步了解紫
花前胡素防御 LPS 致 THP - 1 细胞的炎症损伤,通过检测各实
验组 TNF - α、IL - 1β 和 TGF - β 含量发现,与模型组比较,
紫花前胡素能够抑制 LPS诱导的 THP - 1 细胞 TNF - α、IL - 1β
和 TGF - β的升高。实验结果提示,紫花前胡素可能通过调节
炎性因子 TNF - α、IL - 1β 和 TGF - β 的分泌,从而实现对细
胞的保护作用。
4 结 论
本实验研究结果表明,紫花前胡素对 LPS 损伤的 THP - 1
细胞具有保护作用,能够降低炎性细胞因子的分泌,提示紫花
前胡素可能对相关炎症疾病具有保护作用。这些研究为紫花前
胡素用于防治炎症、增加其临床适应症提供一定的依据,但是
其在分子水平的作用机理还有待进一步研究。
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