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西藏绵头雪兔子提取物对果蝇肠道免疫的影响



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西藏绵头雪兔子提取物对果蝇肠道免疫的影响
朱彩霞1, 王 超2, 金丽华1*
(1. 东北林业大学 生命科学学院,黑龙江 哈尔滨 150040;2. 西藏大学农牧学院,西藏 林芝 860000)
收稿日期:2013-07-17
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金 (DL13EA08-01);国家自然科学基金项目 (31070775,31270923)
作者简介:朱彩霞 (1987—) ,女,硕士生,研究方向:果蝇天然免疫。Tel:18246195830;E-mail:xiaqi127@ 163. com
* 通信作者:金丽华,教授,博士生导师。Tel:(0451)82190242,E-mail:lhjin2000@ hotmail. com
摘要:目的 研究绵头雪兔子提取物对果蝇肠道免疫的影响。方法 用含或不含绵头雪兔子提取物的病原微生物、致
炎离子和金属离子处理果蝇,观察绵头雪兔子提取物对果蝇生存率、肠道上皮细胞死亡、黑色素瘤的产生和肠道形态
学变化等的影响。结果 喂食绵头雪兔子提取物的果蝇可以抵抗真菌白僵菌对肠道的感染,缓解 SDS、NaCl 和 KAl
(SO4)2 诱发的炎症损伤,主要表现为提高果蝇的生存率、减少肠道上皮细胞的死亡和对肠道壁的保护作用等。结论
绵头雪兔子提取物对果蝇的真菌感染和炎症损伤具有一定的抵御能力。
关键词:绵头雪兔子;果蝇;肠道免疫;生存率
中图分类号:R285. 5 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2014)04-0689-05
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2014. 04. 006
Effect of Saussurea laniceps extracts on gut immunity of Drosophila melanogaster
ZHU Cai-xia1, WANG Chao2, JIN Li-hua1*
(1. College of Life Science,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China;2. Agriculture and Animal Husbandry College,Tibet University,Linz-
hi 860000,China)
ABSTRACT:AIM To investigate the effect of Saussurea laniceps extracts on gut immunity of fruit flies (Dro-
sophila melanogaster). METHORDS Fruit flies treated with pathogenic microorganisms,inflammatory irons and
metal iron were fed with and without Saussurea laniceps extracts. Their survival rates,intestinal epithelial cell
death,melanoma formation and the intestinal morphological changes were observed. RESULTS Saussurea lani-
ceps extracts could help protect fruit flies from Beauveria bassiana infection and attenuate the inflammatory damage
caused by SDS,NaCl or KAl(SO4)2 . The survival rate of fruit flies greatly increased and intestinal epithelium cell
death significantly reduced while intestinal wall was intact. CONCLUSION Saussurea laniceps extracts could en-
hance the resistance of D. melanogaster to fungal infection and inflammatory injury.
KEY WORDS:Saussurea laniceps;Drosophila melanogaster;gut immunity;survival rate
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绵头雪兔子 Saussurea laniceps Hand. -Mazz. 为
菊科风毛菊属植物,又名绵头雪莲花、麦朵刚拉
(西藏),具有解毒除湿之功效,用于治疗风湿痹
症、通经、癫痫等[1]。近年来,国内外有研究资
料表明,绵头雪兔子具有消炎止痛,抗氧化,清除
自由基等作用[2-4]。
肠道黏膜除了具有消化吸收功能外,还能够保
护宿主免受病原微生物的入侵,是菌群与宿主免疫
系统的调节者。当果蝇肠道受到外界环境刺激时,
其肠道上皮细胞会对内部和外部因子做出应答,以
维持其肠道内环境稳态。果蝇是研究昆虫和人类肠
道免疫的重要模式生物,利用果蝇研究中草药对肠
道免疫的作用,可以较快而深入地了解中草药的
功效。
本实验利用多种病原微生物、炎症离子和金属
离子等刺激因子喂食果蝇,通过果蝇生存率的变
化、肠道上皮细胞及形态学变化来分析绵头雪兔子
提取物对果蝇肠道免疫功能的影响,以期为绵头雪
兔子在免疫功能方面的研究和进一步开发利用提供
科学依据。
1 材料
1. 1 药材与试剂 绵头雪兔子来自西藏那曲地区,
依据《西藏植物志》[5]鉴定。NaCl和 SDS 购自 Am-
resco;KAl(SO4)2 购自 Sigma 公司;胰蛋白胨和酵
母提取物购自 Oxoid公司;其他试剂均为分析纯。
1. 2 果蝇与菌种 野生型黑腹果蝇 (Drosophila
melanogaster)W1118为实验室保存,培养温度 (25 ±
1)℃、相对湿度 60% ~ 70%。白僵菌 (Beauveria
bassiana)为实验室保存;绿脓杆菌 (Pseudomonas
aeruginosa)由青岛农业大学单虎教授提供。
1. 3 仪器 5417R 型低温离心机 (德国 Eppendorf
公司);Vortex-Genie 2 型涡旋振荡器 (美国 Scien-
tific Industries);UV-1800 型紫外分光光度计 (日本
岛津公司) ;SZ51 型显微镜 (日本 Olympus公司) ;
Axioskop 2 plus型荧光显微镜 (德国 Zeiss公司)。
2 方法
2. 1 绵头雪兔子提取液的制备 取绵头雪兔子
20 g,剪碎,加入 400 mL 去离子水浸泡 24 h,加
热微沸 3 h,过滤,再加入 400 mL去离子水用同样
的方法提取 2 次,合并 3 次提取的滤液并加热浓缩
至 200 mL,即得到质量浓度为 0. 1 g /mL (10%)
的绵头雪兔子提取液,置 4 ℃保存备用。
2. 2 果蝇培养基的配制 对照组的培养基配制方
法参见文献 [6]。其中实验组中加入与对照组去
离子水等体积的绵头雪兔子提取液,实验组中绵头
雪兔子的质量分数分别为 2. 5%和 5%。
2. 3 菌液的配制
2. 3. 1 细菌菌液的配制 绿脓杆菌 (LB 培养基,
37 ℃)接种到 200 mL 液体培养基中过夜扩大培
养,将菌液 4 000 r /min、25 ℃,离心 10 min,弃
上清,在沉淀中加入 5%蔗糖溶液或含 5%蔗糖的
绵头雪兔子提取液。
2. 3. 2 白僵菌孢子液的制备 将白僵菌在 LB 固
体培养基上培养 7 d (25 ℃),待其产孢后,刮取
孢子加入到 PBS 中,充分振荡均匀,过滤,测定
A600值,配制成 A600 值为 40 的孢子液 (含 5%
蔗糖)。
2. 4 果蝇生存率 分别随机收集对照组和实验组
羽化了 3 ~ 5 d的果蝇,每组中雌雄果蝇各 15 只。
对各组果蝇饥饿处理 2 h后转移到放有 5 层滤纸的
果蝇管中,分别加入致炎因子、细菌和孢子液等使
滤纸充分润湿。每 24 h 更换 1 次滤纸并记录果蝇
死亡数,每组实验重复 3 次。
2. 5 免疫染色 分别随机收集对照组和实验组羽
化了 3 ~ 5 d的雌果蝇,连续处理 NaCl 5 d或 SDS
4 d,显微镜下提取 8 ~ 10 条果蝇肠道于 PBS 中,
7-AAD染色 30 min,多聚甲醛固定 10 min,DAPI
染色 10 min,甘油封片后荧光显微镜下观察并拍
照,每组实验重复 3 次。
2. 6 肠道形态变化观察 收集羽化了 3 ~ 5 d 的雌
果蝇,SDS处理后,显微镜下提取 8 ~ 10 条果蝇肠
道于 PBS 中,显微镜下观察并拍照,每组实验重
复 3 次。
2. 7 统计学处理 采用 Prism 软件进行统计分析,
组间差异采用单因素方差分析。
3 结果
3. 1 病原微生物对果蝇生存率的影响 真菌白僵
菌的孢子感染 6 d 后,对照组果蝇的生存率降到
15. 8%,而喂食 2. 5%和 5%绵头雪兔子的实验组
分别为 26. 7%和 66. 7%,与对照组相比分别提高
了 10. 9%和 50. 9% (P < 0. 01)(图 1A)。被革兰
氏阴性菌绿脓杆菌感染时,实验组和对照组的生存
率相似 (图 1B)。这表明绵头雪兔子提取物可抵御
真菌的感染,且随着浓度的增加抵御能力增强。
3. 2 致炎离子和金属离子对果蝇生存率的影响
成体果蝇 NaCl 处理 6 d 后,对照组的生存率仅为
7. 6%,而喂食 2. 5%和 5%绵头雪兔子的实验组分
别为 63. 3% P < 0. 01 和 53. 3% P < 0. 02,提高了
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图 1 绵头雪兔子提取物对病原体感染后果蝇生存率的影响
Fig. 1 Effects of Saussurea laniceps extracts on survival rate of Drosophila melanogaster infected with Beauveria bassiana
and Pseudomonas aeruginosa
7. 3 倍和 6 倍 (图 2A)。SDS 处理后,喂食 2. 5%
和 5%绵头雪兔子的实验组生存率分别为 45. 6%
(P < 0. 1)和 75. 6% (P < 0. 01),是对照组
(14. 0%)的 3. 2 倍和 5. 4 倍,并且 5%绵头雪兔子
效果更为显著 (图 2B)。另外,KAl (SO4)2 处理
果蝇 6 d后,喂食 5%绵头雪兔子可显著提高果蝇
的生存率 (P < 0. 001),其生存率 88. 9%是对照
组 41. 1%的 2. 2 倍,而喂食 2. 5%绵头雪兔子的实
验组 (38. 9%)和对照组相似 (图 2C)。此结果说
明绵头雪兔子提取物可缓解致炎离子和金属离子引
起的损伤,显著地提高了果蝇的生存率。
图 2 绵头雪兔子提取物对致炎离子及金属离子处理后果蝇生存率的影响
Fig. 2 Effects of Saussurea laniceps extracts on survival rate of Drosophila melanogaster treated with NaCl,SDS and
KAl(SO4)2
3. 3 分析果蝇肠道上皮细胞 为了进一步验证
NaCl和 SDS处理后绵头雪兔子提取物对果蝇生存
率的影响,本实验利用 7-AAD 染色分析了肠道上
皮细胞的死亡情况。结果表明,不管是 NaCl 还是
SDS刺激,对照组的肠道上皮细胞均出现大量死
亡,而喂食 2. 5%绵头雪兔子的实验组中肠道上皮
细胞的死亡数量明显减少,结果见图 3。
3. 4 分析果蝇肠道形态变化 对照组和实验组
SDS (0. 6%)处理后分析果蝇的肠道形态变化。
首先,SDS 处理 4 d 后分离肠道,比较肠道的长
度。结果表明,SDS处理的对照组与只喂食蔗糖的
果蝇肠道相比,长度明显缩短,而且在中肠和后肠
连接处出现了明显的黑色素瘤。当喂食 2. 5%绵头
雪兔子时,与对照组相比肠道长度明显增加,而且
没有发现黑色素瘤,但是比只喂食蔗糖的果蝇肠道
短一部分 (图 4A)。其次,分析了 SDS不同处理时
间对果蝇肠道壁厚度的影响。随着处理时间的增
加,对照组果蝇的肠道壁厚度逐渐变薄。而喂食
2. 5%绵头雪兔子的果蝇肠道壁厚度没有明显变化,
SDS处理后的第 4 天和第 6 天,果蝇肠道壁厚度基
本相似 (图 4B)。这表明绵头雪兔子提取物可保护
肠道上皮细胞免受 SDS诱导的炎症损伤。
4 讨论
绵头雪兔子含有芹菜素、紫丁香苷、β-谷甾
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图 3 绵头雪兔子提取物对 NaCl (A)和 SDS (B)处理
后果蝇肠道上皮细胞的影响
Fig. 3 Saussurea laniceps extracts protect the intestinal ep-
ithelium from NaCl (A)and SDS (B)inducing cell
death
图 4 绵头雪兔子提取物对 SDS处理后果蝇肠道形态 (A)
和肠道壁厚度 (B)的影响
Fig. 4 Saussurea laniceps extracts prevent the SDS-induced
alteration of the intestinal morphology (A) and
wall (B)
醇、伞形花内酯、雪莲内酯等物质[7]。其中,芹
菜素具有抗氧化、清除自由基、抗肿瘤和抗炎等作
用[8-9];紫丁香苷具有增强免疫力、抗氧化以及抗
抑郁等作用[10-11];β-谷甾醇是一种良好的抗氧化
剂,具有很好的清除自由基的能力[12]。
肠道是人体内最大的免疫器官。果蝇与人类的
肠道具有相似的结构和功能;肠道干细胞的分化机
制也十分相似;同时癌基因与肿瘤基因在果蝇与人
类之间也是高度保守的。所以,可以利用模式生物
果蝇研究调控肠道免疫相关的中药及其复方。为了
探讨绵头雪兔子对果蝇肠道免疫的影响,即其抵御
病原微生物感染和抗炎的能力,本研究建立果蝇肠
道免疫功能损伤模型,通过统计生存率、分析肠道
上皮细胞死亡和观察肠道形态变化等来探讨绵头雪
兔子的免疫调节功能。结果显示,绵头雪兔子可抵
御真菌白僵菌的感染,而对细菌绿脓杆菌的感染没
有保护作用。另外,绵头雪兔子可缓解 NaCl 和
SDS引起的炎症反应,这可能是由于绵头雪兔子保
护了肠道上皮细胞免受炎症的损伤,从而提高了肠
黏膜的免疫功能。对于金属离子诱导的损伤,5%
绵头雪兔子可提高 KAl(SO4)2 处理后果蝇的生存
率,这可能是绵头雪兔子减弱了 KAl(SO4)2 引起
的脂质过氧化反应[13]。只喂食 5%蔗糖和绵头雪
兔子提取物时果蝇 6 d 内的生存率没有发生变化,
而且果蝇在 2. 5%和 5%的绵头雪兔子培养基里的
生长状态与正常培养基相同,这说明蔗糖和绵头雪
兔子提取物对果蝇不会造成损伤。综上所述,绵头
雪兔子可提高果蝇的肠道免疫功能,缓解病原微生
物和炎症因子引起的损伤,此结果为绵头雪兔子的
开发与利用提供了新思路。
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绿原酸通过 Shp2 激活 Erk1 /2 促进大鼠成骨细胞增殖的实验研究
张立超1, 李士春1, 云 才1, 尤锡东1, 罗 军2*
(1. 北京市石景山医院 (首都医科大学石景山教学医院),北京 100043 2. 南昌大学第二附属医院,江
西 南昌 330006)
收稿日期:2013-06-15
基金项目:国家自然科学基金 (81160508) ,江西省自然科学基金 (GZY0170)
作者简介:张立超 (1987—) ,男,医学硕士,主要从事骨创伤及抗骨质疏松分子机制研究。Tel:18810809416,E-mail:561782423@
qq. com
* 通信作者:罗 军 (1966—) ,男,医学硕士,教授,主要从事脊柱骨关节病、运动医学、骨伤康复的临床医疗、教学与科研工作。
Tel: (0791)86264980,E-mail:luojun1786@ 163. com
摘要:目的 研究从杜仲叶中提取的绿原酸对大鼠成骨细胞的促增殖作用。方法 MTT 法检测分别用 0、0. 1、1、
10 μmol /L 4 种不同浓度梯度的绿原酸和 0. 1 μmol /L绿原酸 + 10 μmol /L Shp2 抑制剂 NSC87887 处理大鼠成骨细胞增
殖情况;用无血清无酚红 DMEM 培养基培养的饥饿大鼠成骨细胞用上述药物处理后,用 Western blot 检测其 p-Shp2
(Tyr580)、Shp2、P-Erk和 Erk蛋白表达。结果 MTT法结果显示绿原酸 (0 ~ 1 μmol /L)促进大鼠成骨细胞的增殖,
呈浓度依赖性;Western blot结果显示绿原酸可以诱导大鼠成骨细胞的 p-Shp2 (Tyr580)和 Erk 磷酸化水平升高,而
NSC87887 可以抑制其促进作用。结论 绿原酸能够促进大鼠成骨细胞的增值,并且是通过 Shp2 /Erk途径实现的。
关键词:绿原酸;大鼠成骨细胞;Shp2;Erk1 /2;增殖
中图分类号:R966 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2014)04-0693-05
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2014. 04. 007
Chlorogenic acid promotes rat osteoblast proliferation via Shp2 activation Erk1 /2
ZHANG Li-chao1, LI Shi-chun1, YUN Cai1, YOU Xi-dong1, LUO Jun2*
(1. Beijing Shijingshan Hospital (Capital Medical University,Shijingshan Teaching Hospital) ,Beijing 100043,China;2. No. 2 Hospital Affiliated to
Nanchang University,Nanchang 330006,China)
ABSTRACT:AIM To study the effect of chlorogenic acid extracted from the leaves of Eucommia ulmoides on rat
osteoblast proliferation. METHODS MTT method was used to detect rat osteoblast proliferation after being trea-
ted with four concentrations of chlorogenic acid (0 ,0. 1 ,1,10 μmol /L)and 0. 1 μmol /L chlorogenic acid +
10 μmol /L Shp2 inhibitor NSC87887. Western blot was used to measure protein expression of p-Shp2 (Tyr580),
Shp2,p-Erk,and Erk in hunger rat osteoblast incubated in serum-free and phenol red -free DMEM medium. RE-
SULTS MTT method showed that chlorogenic acid (0 ~ 1 μmol /L)promoted rat osteoblast proliferation in a
concentration dependent way. Western blot results revealed that chlorogenic acid could induce increased p-Shp2
(Tyr580)and Erk phosphorylation levels of rat osteoblast,but NSC87887 could inhibit that effect. CONCLU-
SION Chlorogenic acid can promote rat osteoblast proliferation via the Shp2 /ERK pathway.
KEY WORDS:chlorogenic acid;rat osteoblast;Shp2;Erk1 /2;proliferation
骨质疏松 (osteoporosis)是一种以骨量低下、
骨骼微结构破坏,导致骨脆性增加,易发生骨折为
特征的全身性疾病。2001 年美国国立卫生研究院
(NIH)提出骨质疏松症是以骨强度下降、骨折风
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