免费文献传递   相关文献

朝鲜当归源紫花前胡素对LPS损伤THP-1细胞的研究



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)。
90 广 州 化 工 2015 年 8 月
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。
参考文献
[1] Esche C,Stellato C,Beck LA. Chemokines:key players in innate and
adaptive immunity[J]. Invest Dermatol,2005,125:615 - 628.
[2] Kang SY,Lee KY,Sung SH. Coumarins isolated from Angelica gigas
inhibits acetylcholinesterase:structure - activity relationship[J]. Nat.
Prod. 2001,64:683 - 685.
[3] Herath W,Reddy N,Khan IA. Part 8. 1 The pyranocoumarin,
Decursin[J]. Chem. Pharm. Bull,2007,55(10) :1512 - 1513.
[4] Li L,Du JK,Zou LY,et al. Decursin isolated from Angelica gigas
Nakai rescues PC12 cells from amyloid β - protein - induced
neurotoxicity through Nrf2 - mediated upregulation of heme oxygenase -
1:Potential roles of MAPK[J]. Evid - Based Compl Alt,2013,dx.
doi. org /10. 1155 /2013 /467245.
[5] Guerra C,Collado M,Navas C. Pancreatitis - induced inflammation
contributes to pancreatic cancer by inhibiting oncogene - induced
senescence[J]. Cancer Cell,2011,19:728 - 739.
[6] Gupta M, Chatur vedi R, Jain A, Enhancement of gingival
inflammation induced by synergism of IL - 1β and IL - 6[J]. Biomed
Res,2013,34:31 - 40.
[7] Zhang FX,Kirschning CJ,Mancinelli R. Bacterial lipopolysaccharide
activates nuclear factor - κB through interleukin - 1 signaling mediators
in cultured human dermal endothelial cells and mononuclear phagocytes
[J]. J Biol Chem,1999,274(12) :
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵
7611 - 7614.
(上接第 46 页)
[10] 王德明,窦国兰,张祎,等. 一种基于煤低温氧化机理的防治煤自燃
的复合阻化剂[P]. 中国:201210526943. 9,2012 - 12 - 10.
[11] 闵健,李卫华,顾乃伟,等. 低阶煤提质方法以及设备[P]. 中国:
201210530124. 1,2012 - 12 - 10.
[12] 刘良志,黄杨柳,程金民,等. 半焦钝化方法[P]. 中国:
201410224934. 3,2014 - 05 - 26.
[13] 刘云辉,尹石秋,何曙光,等. 半焦钝化装置与方法[P]. 中国:
201410233920. 8,2014 - 05 - 29.
[14] 郭金成,程金民,巢炜,等. 半焦钝化装置以及采用该装置的半焦钝
化方法[P].中国:201410233910. 4,2014 - 05 - 29.