全 文 :DOI:10.13350/j.cjpb.140505 ·论著·
翻白草油对RSV感染宿主HeLa细胞
Fas/FasL蛋白表达的影响*
刘蕾1,2,刘志新2,王淑湘2,谭晓梅 1,陈光2,王淑秋2,罗佳波1**
(1.南方医科大学中医药学院,广东广州510515;2.佳木斯大学基础医学院,黑龙江佳木斯154007)
【摘要】 目的 通过检测呼吸道合胞病毒(RSV)感染宿主 HeLa细胞Fas蛋白和FasL蛋白的变化,探讨翻白草油的抗
RSV作用。 方法 用RSV感染宿主HeLa细胞,采用Reed-Muench法求出RSV对细胞半数感染量(CCID50);将翻白
草油与 HeLa细胞共孵育,MTT法检测翻白草油对 Hela细胞的毒性作用;选取最大无毒浓度的翻白草油和100CCID50
的RSV病毒进行抗病毒试验,在药物4种作用方式下(对RSV病毒的直接灭活作用,在生物合成阶段对RSV病毒的作
用,对RSV病毒吸附的作用,药物预处理作用),采用免疫荧光和 Western blot方法检测宿主 HeLa细胞Fas/FasL蛋白
的表达。 结果 RSV培养液对 HeLa细胞中的毒力为105.8 CCID50/L;翻白草油对 HeLa细胞的最小毒性浓度是0.10
mg/L。翻白草油(除药物预处理作用方式外)Fas蛋白和FasL蛋白表达的荧光强度分别为1.851±0.022、1.830±
0.044、1.801±0.038和1.832±0.034、1.767±0.022、1.816±0.024,RSV病毒对照组荧光强度分别为2.112±0.048
和1.904±0.025,翻白草油(除药物预处理作用方式)组与病毒组比较,宿主 HeLa细胞Fas蛋白和FasL蛋白的表达显
著降低(P<0.05);翻白草预处理组Fas蛋白和FasL蛋白表达的荧光强度分别为2.098±0.075和1.882±0.055,与
RSV病毒对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。 结论 翻白草油在直接灭活阶段、病毒复制阶段、病毒吸附阶段
的抗RSV作用与调节宿主 HeLa细胞Fas/FasL蛋白的表达有关。
【关键词】 翻白草油;RSV;HeLa细胞;Fas蛋白;FasL蛋白
【中图分类号】 R373.1 【文献标识码】 A 【文章编号】 1673-5234(2014)05-0403-05
[Journal of Pathogen Biology.2014May;9(5):403-407,inside back cover.]
The effect of Potentila discolor oil on the expression of Fas and FasL proteins in Hela cels infected with
respiratory syncytial virus in vitro
LIU Lei 1,2,LIU Zhi-xin2,WANG Shu-xiang2,TAN Xiao-mei 1,CHEN Guang2,WANG Shu-qiu2,
LUO Jia-bo1 (1.College of Traditional Chinese Medicine,Southern Medical University,Guangdong Guangzhou
510515,China;2.College of Basic Medical Sciences,Jamusi University,Jamusi 154007,Heilongjiang,China)
【Abstract】 Objective To investigate the inhibitory effect of Potentila discolor oil on respiratory syncytial virus
(RSV)in vitro by detecting the expression of Fas and FasL proteins in Hela cels infected with RSV. Methods After
HeLa cels were infected with RSV,viral toxicity was assessed via the 50%cel culture infective dose(CCID50)according
to the Reed-Muench method.The conventional MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)
method was used to determine the effect of Potentila discolor oil toxicity on HeLa cels.The maximum non-toxic concen-
tration of Potentila discolor oil and 100CCID50of the RSV virus were also used to perform antiviral experiments.The ex-
pression of Fas and FasL proteins was detected using Western blotting and an immunofluorescence assay in four different
modes of drug action(action to directly inactivate RSV,action on RSV during biosynthesis,action on the adsorption of
RSV,and action as a pretreatment). Results The CCID50of RSV was 105.8and the minimum toxic concentration
(TC0)of Potentila discolor oil was 0.10mg/L in HeLa cels.In three different modes of drug action(action as a pre-
treatment was excluded),the fluorescence intensity of Fas expression was 1.851±0.022,1.830±0.044,and 1.801±
0.038versus 2.098±0.075in untreated cels,and the fluorescence intensity of FasL expression was 1.832±0.034,
1.767±0.022,and 1.816±0.024versus 1.882±0.055in untreated cels.When cels were treated with Potentila discol-
or oil(action as a pretreatment was excluded),expression of Fas and FasL proteins was significantly lower(P<0.05)
than in untreated cels.However,the expression of Fas and FasL proteins did not differ significantly for cels pretreated
with Potentila discolor oil and untreated cels(P>0.05). Conclusion Potentila discolor oil has action against RSV by
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*
**
【基金项目】 黑龙江省自然科学基金项目(No.D201015)。
【通讯作者】 罗佳波,E-mail:ljb@fimmu.com
【作者简介】 刘 蕾(1973-),女,黑龙江人,博士,副教授,硕士生导师,主要从事呼吸道病毒研究与药物防治研究。
E-mail:liuleitianxue@163.com
directly inactivating the virus,inhibiting its adsorption,and blocking its replication.The anti-RSV action of Potentila
discolor oil may be related to regulation of expression of Fas and FasL proteins.
【Key words】 Potentila discolor oil,RSV,HeLa,Fas,FasL
呼吸道合胞病毒(RSV)是婴幼儿急性下呼吸道感
染最重要的病毒病原,流行面广,发病率高[1,2],且与
支气管哮喘的发作存在相关性。RSV感染致病主要
发生在婴幼儿,出生后2年内几乎所有婴幼儿均感染
过RSV。新生儿母源性抗体可提供一定的保护力,随
着婴儿生长来自母亲的RSV特异性中和抗体不断减
少,且自身免疫系统功能尚未成熟,是发生RSV感染
并导致严重病情的高危人群。早产儿、先天性心肺功
能不全和免疫缺陷个体及65岁以上的老年人均是
RSV易感人群[3~6]。RSV感染可引起上皮细胞的损
伤和异常免疫影响气道结构和功能反应,形成气道炎
症及高反应性[7],甚至发生反复喘息和哮喘。
目前,除支持治疗以外,尚无特异性RSV疾病的
治疗方案,无可以减少疾病发生率和重症病例病死率
的RSV疫苗。中药具有毒副作用小、价格低廉、药源
丰富、多靶点作用机制和调节机体免疫功能的独特优
势。因此,可从中药中筛选抗 RSV 药物用于治疗
RSV感染。
翻白草(Potentilla discolor Bunge)是传统的中
草药植物,具有降血糖、抗菌和降血脂等多种药理作
用,且毒副作用低。本研究拟观察翻白草挥发油抗
RSV作用。
材料与方法
1 材料
1.1 细胞株和病毒株 HeLa细胞株和RSV病毒株
由佳木斯大学病理生理学教研室提供。
1.2 主要试剂 翻白草油由本实验室提取;RP-
MI1640培养基、胎牛血清和双抗(青霉素-链霉素)
购自美国 GIBCO公司;兔源Fas和FasL多克隆抗
体、β-actin、FITC标记羊抗兔IgG抗体和 HRP标记
羊抗兔IgG抗体购自美国Santa公司;脱脂奶粉购自
美国BD公司。
2 方法
2.1 翻白草油配制 翻白草油(65.6mg/ml)用细胞
维持液(含2%胎牛血清的RPMI1640液)按1∶20、1
∶40、1∶80等比例进行2倍倍比稀释,0.22μm滤器
抽滤除菌,4℃保存备用。
2.2 RSV毒力测定 病毒毒力以50%培养细胞的感
染量(50%cel culture infective dose,CCID50)表示。
将RSV液从10-1至10-10做10倍系列稀释。将各稀释
度的RSV液接种 HeLa细胞,每一稀释度做8孔,同
时设立阴性对照,37℃培养3~5d,观察细胞病变反
应(cytopathic effect,CPE)。用Reed-Muench法求出
RSV对细胞半数感染量(CCID50)。
2.3 翻白草油对 HeLa细胞毒性测定 将不同浓度
的翻白草油分别加入96孔细胞培养板的 HeLa细胞
中,每个浓度做8孔,同时设立正常细胞对照,置于37
℃、5%CO2条件下培养,连续观察3d,记录细胞形态
变化。培养结束前4h,弃培养板液体,PBS冲洗3次;
每孔加 MTT(5mg/ml)20μl,37℃培养4h,弃上清;
每孔加DMSO 200μl,振荡5min,用酶标读数仪 (波
长490nm)测吸光度值。试验重复3次。
2.4 翻白草油抗RSV病毒试验 用2% RPMI1640
细胞维持液(含2%胎牛血清)将翻白草油稀释为0.1、
0.025和0.0063mg/ml,0.22μm抽滤除菌后用于试
验。用2% RPMI1640细胞维持液将 RSV原液作1
000倍稀释,0.22μm微孔滤器抽滤除菌后用于试验。
翻白草油每个浓度做8孔,同时设不加药病毒对照,观
察药物抗RSV作用。
2.4.1 药物对RSV病毒的直接灭活作用 将不同浓
度的翻白草油分别与100CCID50RSV病毒液等量混
合,37℃作用2h后,将其接种 Hela细胞,37℃吸附
2h,弃上清,加5ml 2%RPMI1640细胞维持液,观察
翻百草油对RSV的直接灭活作用。
2.4.2 生物合成阶段对 RSV病毒的作用 将0.5
ml 100CCID50RSV病毒液接种于 Hela细胞,37℃吸
附2h,弃病毒液,加入不同浓度的翻白草油5ml,观
察对RSV的作用。
2.4.3 对RSV病毒吸附的作用 不同浓度的翻白草
油分别与100CCID50RSV病毒液等量混合后,立即加
入 Hela细胞中,37℃吸附2h后,弃去培养瓶中液
体,加2% RPMI1640细胞维持液5ml,观察对RSV
吸附的作用
2.4.4 药物预处理作用 在药物无毒范围内,于 He-
la细胞悬液中预先加入不同浓度的翻白草油5ml,37
℃作用4h,PBS洗涤3次,再加入100CCID50RSV病
毒液0.5ml,吸附2h,弃病毒液上清,加2% RP-
MI1640维持液5ml,观察药物对RSV的作用
2.5 免疫荧光法检测Fas蛋白和FasL蛋白的表达
滴加多聚赖氨酸的玻片接种 HeLa细胞,24h细胞
长成单层,密度在60%~70%。在4种作用方式下用
翻白草油(0.006 3mg/ml)处理样品,4%多聚甲醛固
定15min,分别加入1︰100稀释(用PBST稀释)的
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Fas蛋白和FasL蛋白兔源多克隆抗体50μl,37℃孵
育2h。PBST洗涤3次,每次5min;加入1︰50稀
释(用PBST稀释)的FITC标记羊抗兔IgG抗体,37
℃孵育90min,PBST浸泡洗3次,每次3min;DAPI
染色5s,封片。用激光扫描共聚焦显微镜取图,每个
试样随机选择30个细胞测量细胞荧光强度。取图条
件:1)激发光波长:490nm;2)扫描方式:xyz;3)物镜:
60倍干镜(NA为0.75);4)激光功率:(20士2)mW;
5)扫描强度:50%;6)光电倍增管的增益(PMT):852;
7)探测针孔:2.02;8)扫描次数:4。
2.6 Western blot检测翻白草油对 RSV 感染宿主
HeLa细胞Fas蛋白和FasL蛋白的影响 取细胞蛋
白样品裂解,测定蛋白含量,进行SDS-PAGE电泳,然
后以260mA电转移到PVDF膜,TBST缓冲液漂洗;
用5%脱脂奶粉37℃封闭1h,TBST缓冲液漂洗;加
入Fas蛋白或FasL蛋白兔源多克隆抗体4℃过夜孵
育,TBST缓冲液漂洗;加入HRP标记二抗37℃孵育
90min,TBST缓冲液漂洗;加入ECL试剂显色并拍
照,用凝胶图象处理系统分析目标条带的净吸光度值。
3 统计学分析
数据用SAS9.13软件处理。调用Proc GLM 过
程进行方差分析,实验组与各对照组的比较采用dun-
net t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
结 果
1 RSV病毒毒力测定
倒置显微镜下观察CPE,与 HeLa细胞对照组相
比,RSV病毒作用的 HeLa细胞变圆,细胞呈典型的
串珠样改变。作用72h,50% HeLa细胞出现病变时,
视为CPE阳性细胞;未出现细胞病变的 HeLa细胞视
为CPE 阴性细胞。采用 Reed-Muench法计算 RSV
对 HeLa细胞的毒力为105.8 CCID50/L,实验中 RSV
病毒攻击量为103CCID50/L。
图1 不同浓度翻白草油对HeLa细胞活力的影响
Fig.1 The viability of HeLa cels incubated with different
concentrations of potentila discolor oil
2 翻白草油对Hela细胞的毒性作用
翻白草油对 HeLa细胞毒性作用表现为:细胞增
殖缓慢、细胞皱缩变圆、颗粒增多、折光性增强、部分细
胞出现破碎脱落等,HeLa细胞活力随着翻白草油浓
度的降低而逐渐增加。翻白草油对 Hela细胞的最小
毒性浓度为0.10mg/L(图1)。
A HeLa细胞 B RSV感染 HeLa细胞 C 翻白草油对RSV
直接灭活作用组 D 翻白草油对RSV生物合成阶段作用组 E 翻
白草油对RSV吸附阶段作用组 F 翻白草油预处理组
图2 免疫荧光法检测Fas蛋白表达(600×)
A HeLa cels B HeLa cels infected with RSV C RSV inac-
tivaed directly by Potentila discolor oil D Potentila discolor oil in-
hibiting the viral biological synthesis of RSV E Potentila discolor oil
preventing the absorption of RSV F The action mode of Potentila
discolor oil pretreatment
Fig.2 Expression of Fas protein in the cytoplasm
(Immunofluorescence,600×)
3 激光共聚焦显微镜观察翻白草油对RSV感染宿主
HeLa细胞Fas蛋白和FasL蛋白的影响
激光共聚焦显微镜观察,翻白草油(除药物预处理
作用方式外)组Fas蛋白和FasL蛋白表达的荧光强
度分别为1.851±0.022、1.830±0.044、1.801±
0.038和 1.832±0.034、1.767±0.022、1.816±
0.024,RSV 病毒对照组荧光强度分别为2.112±
0.048和1.904±0.025,差异有统计学意义(P<
0.05);翻白草油预处理组Fas蛋白和FasL蛋白表达
荧光强度与RSV病毒对照组比较差异无统计学意义
(P>0.05)(图2、3,表1)。表明在直接灭活阶段、病
毒复制阶段和病毒吸附阶段,翻白草油可能通过抑制
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RSV宿主 HeLa细胞Fas蛋白、和FasL蛋白表达抗
RSV病毒。
表1 Fas和FasL蛋白表达(x±s,荧光强度)
Table 1 The expressions of Fas and FasL
组别
Group
Fas FasL
直接灭活Direct inactivation 1.851±0.022** 1.832±0.034*
生物合成Biosynthesis 1.830±0.044** 1.767±0.022**
吸附Adsorption 1.801±0.038** 1.816±0.024*
预处理Pretreatment 2.098±0.075 1.882±0.055
病毒对照Virus control 2.112±0.048 1.904±0.025
注(Note):与病毒对照组比较(Compared with virus control
group),*P<0.05,**P<0.01。
A HeLa细胞 B RSV感染 HeLa细胞 C 翻白草油对RSV
直接灭活作用组 D 翻白草油对RSV生物合成阶段作用组 E 翻
白草油对RSV吸附阶段作用组 F 翻白草油预处理组
图3 免疫荧光法检测FasL蛋白表达(600×)
A HeLa cels B HeLa cels infected with RSV C RSV inac-
tivaed directly by Potentila discolor oil D Potentila discolor oil in-
hibiting the viral biological synthesis of RSV E Potentila discolor oil
preventing the absorption of RSV F The action mode of Potentila
discolor oil pretreatment
Fig.3 Expression of FasL protein in the cytoplasm
(Immunofluorescence,600×)
4 Western blot检测翻白草油对RSV感染宿主HeLa
细胞Fas蛋白和FasL蛋白表达的影响
试验结束时采用 Western blot测定宿主 HeLa细
胞Fas蛋白和FasL蛋白水平,结果见图4~7。翻白
草油(除药物预处理作用方式)组与病毒组比较,宿主
HeLa细胞Fas蛋白和FasL蛋白的表达差异有统计
学意义(P<0.05)(图4~7)。
注:与病毒对照组比较,*P<0.05;**P<0.01。
1 呼吸道合胞病毒 2 翻白草油(0.1mg/ml) 3 翻白草油
(0.025mg/ml) 4 翻白草油(0.063mg/ml)
图4 翻白草油对RSV的直接灭活作用
Note:Compared with virus control group,*P<0.05,**P<0.01
1 RSV 2 Potentila discolor oil(0.1mg/ml) 3 Potentila dis-
color oil(0.025mg/ml) 4 Potentila discolor oil(0.063mg/ml)
Fig.4 RSV inactivaed directly by Potentila discolor oil
注:与病毒对照组比较,*P<0.05;**P<0.01。 1 呼吸道合
胞病毒 2 翻白草油(0.1mg/ml) 3 翻白草油(0.025mg/ml) 4
翻白草油(0.063mg/ml)
图5 翻白草油对RSV生物合成阶段的作用
Note:Compared with virus control group,*P<0.05;**P<0.01。
1 RSV 2 Potentila discolor oil(0.1mg/ml) 3 Potentila dis-
color oil(0.025mg/ml) 4 Potentila discolor oil(0.063mg/ml)
Fig.5 Potentila discolor oil inhibiting the viral biological
synthesis of RSV
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注:与病毒对照组比较,*P<0.05;**P<0.01。 1 呼吸道合
胞病毒 2 翻白草油(0.1mg/ml) 3 翻白草油(0.025mg/ml) 4
翻白草油(0.063mg/ml)
图6 翻白草油对RSV吸附阶段的作用
Note:Compared with virus control group,*P<0.05;**P<0.
01。 1 RSV 2 Potentila discolor oil(0.1mg/ml) 3 Potentila
discolor oil(0.025mg/ml) 4 Potentila discolor oil(0.063mg/ml)
Fig.6 Potentila discolor oil preventing absorption of RSV
1 呼吸道合胞病毒 2 翻白草油(0.1mg/ml) 3 翻白草油
(0.025mg/ml) 4 翻白草油(0.063mg/ml)
图7 翻白草油预处理对RSV的作用
1 RSV 2 Potentila discolor oil(0.1mg/ml) 3 Potentila
discolor oil(0.025mg/ml) 4 Potentila discolor oil(0.063mg/ml)
Fig.7 Except for the action mode of Potentila discolor oil pretreatment
讨 论
细胞凋亡是生命活动的基本特征之一,与细胞增
殖共同维持机体内环境稳定和正常生长发育。细胞增
殖与细胞凋亡失控导致许多疾病发生。与细胞凋亡密
切相关的胱冬蛋白酶(caspases)介导的凋亡途径主要
有两条:一是Bcl-2/Bax系统参与的内源性(线粒体)
途径,二是Fas/FasL系统参与的外源性(死亡信号)
途径[8~10]。
Fas/FasL系统介导的细胞凋亡途径是目前研究
较为深入的有关细胞凋亡的信号传导。Fas基因是一
个凋亡促进基因,其编码的Fas蛋白与其配体FasL
结合可导致Fas胞内的死亡域活化,并引起与之结合
的FADD构象改变,使caspase 8前体集聚、断裂和激
活,产生有活性的caspase8,从而激发下游一系列的级
联反应,诱发细胞凋亡[11]。病毒感染与宿主细胞凋亡
有着密切的联系,病毒感染宿主细胞,通过各种机制参
与宿主细胞凋亡的诱导[12~15]。因此,本研究通过检测
Fas蛋白和FasL蛋白分析翻白草油抗RSV的可能机
制。
免疫荧光和 Westen blot方法对Fas蛋白和FasL
蛋白的检测结果显示,翻白草油(除药物预处理作用方
式外)组Fas蛋白和FasL蛋白表达降低,说明翻白草
油的抗RSV作用可能通过降低Fas蛋白和FasL蛋
白表达,进而抑制外源性(死亡受体通路)引起的RSV
宿主Hela细胞的凋亡过程。在翻白草油抗RSV病毒
过程中死亡受体凋亡通路起重要作用,但对于该过程
具体的调控机制、相关的分子机制以及是否涉及其他
信号分子,还需深入研究。
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【收稿日期】 2014-01-29 【修回日期】
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2014-03-26
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【收稿日期】 2014-01-19 【修回日期】 2014-04-15