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珠子参皂苷与BMSCs联用治疗大鼠肝纤维化作用研究



全 文 :收稿日期:2015-11-28
基金项目:国家自然科学基金项目(No.81341141);湖北省卫生厅项目(No.2011JX5C21)
通信作者:石孟琼(1971-),女,实验师,主要从事中药药理研究.E-mail:shmq0212@126.com
DOI:10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2016.03.023
珠子参皂苷与BMSCs联用治疗大鼠肝纤维化作用研究
张继红1 王海燕1 石孟琼2 刘 雄1 周继刚1 谈燕清1 罗 涛1 李浩然1 田培琳1
(1.三峡大学 中医临床医学院 & 宜昌市中医医院,湖北 宜昌 443000;2.三峡大学 医学院,湖北 宜昌 
443002)
摘要:观察珠子参皂苷与骨髓干细胞(bone marrow stem cels,BMSCs)联用对四氯化碳(CCl4)致
大鼠肝纤维化损伤的治疗作用.实验大鼠腹腔注射50%CCl4(2和1mL/kg/周),连续8周制备大
鼠肝纤维化模型,注射2周后灌胃给予珠子参皂苷(200mg/kg),正常组和模型组灌胃给予等体积
的0.5%羧甲基纤维素钠溶液,每天1次,共8周;在第5周,其中的珠子参皂苷组大鼠尾静脉注射
5×106/0.5mL/只Dil标记BMSCs,7d后,用荧光显微镜检测BMSCs向大鼠肝组织募集情况;8
周后取血清,检测谷丙转移酶(ALT)、谷草转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、总蛋白(TP)、白蛋
白(ALB)水平;检测肝组织羟脯氨酸(Hyp)水平和病理学变化,计算纤维化分级、胶原纤维和网状
纤维面积比.结果表明珠子参皂苷可显著促进BMSCs定向募集至肝脏受损部位,珠子参皂苷和其
与BMSCs联用均可明显改善肝功能,降低血液中 ALP、ALT、AST水平,增加 TP、ALB水平和
A/G,降低肝纤维化分级、胶原纤维和网状纤维面积比及 Hyp水平,改善肝脏组织形态学(P<
0.05或P<0.01),尤以珠子参皂苷与BMSCs联用组效果最为显著.本研究为珠子参皂苷与
BMSCs联合应用治疗肝纤维化损伤提供了实验依据.
关键词:珠子参皂苷; 肝纤维化; 骨髓干细胞
中图分类号:R282.71   文献标识码:A   文章编号:1672-948X(2016)03-0104-04
Therapeutical Effect of Saponins fromRhizoma Panacis Majoris Combined
with BMSCs on Hepatic Fibrosis Induced by CCl4in Rats
Zhang Jihong1 Wang Haiyan1 Shi Mengqiong2 Liu Xiong1 
Zhou Jigang1 Tan Yanqing1 Luo Tao1 Li Haoran1 Tian Peilin1
(1.Traditional Chinese Medicine Clinical Hospital,China Three Gorges Univ.,Yichang 443002,China;2.
Medical Science Colege,China Three Gorges Univ.,Yichang 443002,China)
Abstract The aim is to observe the therapeutical effect of saponins fromRhizoma Panacis Majoris combined
with BMSCs on hepatic fibrosis induced by CCl4in rats.The rat model of hepatic fibrosis was induced by in-
traperitoneal injection of CCl4.After the two weeks,the two groups selected were oraly given saponins from
Rhizoma Panacis Majoris(200mg/kg),the rest of the normal and model groups were given equal volume of
0.5%sodium carboxymethyl celulose solution,once a day for 8weeks.On the fifth week,the one group of
two saponins treated group was injected bone marrow stem cels(BMSCs)labeled Dil by tail vein,and the
floatations of BMSCs in rat liver tissued were detected by fluorescence microscope after the eighth day.Treat-
ment with saponins fromRhizoma Panacis Majoris for eight weeks later,serum glutamic-pyruvic transami-
nase(ALT),glutamic-oxalacetic transaminase(AST),alkaline phosphatase(ALP),total protein(TP),al-
第38卷 第3期
2016年6月
三峡大学学报(自然科学版)
J of China Three Gorges Univ.(Natural Sciences)
Vol.38No.3
Jun.2016
bumin(ALB)were detected;Liver tissue hydroxyproline(Hyp)content and morphology,grading of liver fi-
brosis,ratio of colagen fiber area and reticular fiber area were evaluated by HE staining;Our study showed
that saponins fromRhizoma Panacis Majoris significantly promoted the BMSCs directed recruitment to the
damaged part of the liver;Saponins fromRhizoma Panacis Majoris combined with BMSCs could significantly
improve liver function,decrease serum ALP,ALT,AST contents,increase TP,ALB contents and A/G rati-
o,decrease the liver tissue Hyp content,grading of liver fibrosis,ratio colagen fiber area and reticular fiber
area,improve liver tissue morphology(P<0.05or P<0.01,respectively),especialy saponins fromRhizo-
ma Panacis Majoris combined with BMSCs group.This study provides an experimental basis for the applica-
tion of Rhizoma Panacis Majoris combined with BMSCs in the treatment of hepatic fibrosis.
Keywords Rhizoma Panacis Majoris; hepatic fibrosis; bone marrow stem cels
  骨髓干细胞(bone marrow stem cels,BMSCs)
移植在治疗肝纤维化等方面有了很大的进展,以其费
用低廉、取材方便、不存在免疫排斥反应等越来越受
到重视.近年来,其在临床应用越来越广泛.中药在治
疗肝纤维化损伤方面有其独到优势和特点,但关于中
医药对BMSCs的影响,促进肝细胞再生方面的研究
尚十分匮乏.珠子参为五加科植物Rhizoma Panacis
majoris的根,为土家族传统的草药.近年来,研究发
现珠子参皂苷对CCl4 引起的大鼠肝纤维化损伤具有
保护作用及可促进BMSCs分化为肝细胞[1].本研究
在此基础上,观察珠子参皂苷与BMSCs联用诱导
BMSCs募集和对大鼠肝纤维化的治疗作用,为珠子
参皂苷与BMSCs联合临床应用治疗肝纤维化提供
依据.
1 材料与方法
1.1 实验药物
珠子参药材购自神农架林区,经三峡大学生物技
术中心王玉兵博士鉴定为五加科人参属植物珠子参
的根状茎,珠子参皂苷皂苷含量为92.65%,制备参
照文献[2].
1.2 实验动物
体质量为180~220g的雄性Sprague-Dawley
(SD)资料大鼠购自武汉大学实验动物中心,许可证
号:SCXK(鄂)2008-0004.
1.3 主要试剂
DMEM培养基、胎牛血清:美国 Gibco公司;胰
蛋白酶:美国Sigma公司;台盼蓝、氮唑溴盐(MTT):
二甲基亚砜(DMSO):美国 Amresco公司;Dil-dye:
invitrogen公司;CCl4:成都市科龙化工试剂厂;橄榄
油:西班牙托雷斯和利贝雷斯公司;谷丙转移酶
(ALT)、谷草转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、总
蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、羟脯氨酸(Hyp):南京建
成生物科技有限公司;其它试剂为市售分析纯.
1.4 实验仪器
H-7500透射电子显微镜:日本日立公司;NI-
KON TE2000型荧光倒置显微镜:上海衡桥仪器有
限公司;Olympus KX41型倒置显微镜、3111CO2 培
养箱:美国 Thermo;ADVIA1200全自动生化分析
仪,国西门子公司.
1.5 方法
1.5.1 BMSCs分离与标记
在无菌条件下处死SD大鼠,取出股骨,用细胞
培养基(含10.0%胎牛血清)冲洗骨髓腔,收集冲洗
液,离心收集沉淀后,加入预冷的 NH4Cl溶液,混匀
后,再次离心,收集沉淀,将其用细胞培养基(含
10.0%胎牛血清)按2×106/mL密度接种到细胞培
养皿中,置于CO2 培养箱中培养,48h后换液一次细
胞,当细胞单层长到80%时,进行传代培养,然后用
5×106/0.5mL Dil标记的BMSCs后继续培养.
1.5.2 大鼠肝纤维化模型的建立及分组
将SD大鼠完全随机分为正常组、肝纤维化模型
组、BMSCs组、珠子参皂苷200mg/kg组、BMSCs+
珠子参皂苷200mg/kg组5组.除空白组外,其余各
组大鼠分别按2和1mL/kg于周二和周五腹腔注射
50%CCl4 橄榄油溶液,每周2次,空白组注射同体积
橄榄油.2周后,各注射CCl4 溶液组大鼠饮水中加入
苯巴比妥(350mg/L),同时各组大鼠灌胃给予对应的
药物,正常组和模型组灌胃给予同体积的生理盐水溶
液,每天给药1次,连续8周.在实验的第5周,BM-
SCs组和BMSCs+珠子参皂苷200mg/kg组大鼠按
5×106/0.5mL/只尾静脉注射Dil标记的BMSCs,其
他组注射同体积的生理盐水,然后各组继续给药.
1.5.3 BMSCs在肝纤维化大鼠体内分布检测
在尾静脉注射Dil标记的BMSCs 7d后,随机选
取尾静脉注射 BMSCs的模型组和珠子参皂苷与
BMSCs联用组3只大鼠,处死后,迅速去除肝脏,进
501第38卷 第3期         张继红,等 珠子参皂苷与BMSCs联用治疗大鼠肝纤维化作用研究
行冰冻切片后,用荧光显微镜观察BMSCs在肝纤维
化组织中的分布情况.
1.5.4 大鼠体质量和肝指数的计算
分别称重给药前的体质量、每周的体质量;第8
周末,实验大鼠麻醉后腹腔主动脉取血分离血清,取
肝脏,并称量其质量,计算肝脏指数(g/g×1 000).
1.5.5 血液指标检测
分离大鼠血清后,用生化分析仪测定其中的
AST、ALB、ALP、ALT和TP的含量及白蛋白/球蛋
白(A/G).
1.5.6 肝组织中 Hyp检测
分别取各实验大鼠进行肝组织进行匀浆,测定
Hyp含量.具体方法按照试剂盒的说明书进行.
1.5.7 肝组织形态学分析
肝组织经切片和 HE染色后,进行肝纤维化分
析.分析时按照改良Knodel评分方法进行[3].
1.6 统计学处理
实验结果用均数 ± 标准差 (x±s)表示,用
SPSS15.0统计软件包进行结果分析在,以one-way
ANOVA进行多组间差异的比较,以P<0.05表示
差异具有统计学意义.
2 结 果
2.1 珠子参皂苷对BMSCs向大鼠肝组织募集的影响
荧光显微镜观察发现,实验大鼠移植经Dil标记
BMSCs 7d后,模型组大鼠肝组织中仅有少量Dil标
记的BMSCs(发红色荧光),而用珠子参皂苷治疗后,
大量Dil染色标记的BMSCs.实验结果表明,珠子参
皂苷可显著促进BMSCs定向募集至肝脏受损部位
(图1).
图1 珠子参皂苷对BMSCs向大鼠肝组织募集的影响
2.2 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠体质量和肝
指数的影响
由表1可知,造模前和大鼠体质量无明显差异,
在用CCl4 造模后,其体重增长速度较正常组明显降
低(P<0.01);用珠子参皂苷治疗后,体质量有明显
的改善;在肝重和肝脏指数方面,模型组均出现显著
升高;珠子参皂苷及与BMSCs联用治疗后,均出现
了明显的降低,与模型组比较具有显著性差异(P<
0.05或P<0.01),尤以珠子参皂苷与BMSCs联用
组效果最为显著.
表1 珠子参皂苷与BMSCs联用对肝纤维化模型大鼠体质量和肝指数的影响(x±s,n=8)
组别 实验前体质量/g 实验后体质量/g 肝脏质量/g 肝脏指数/%
正常组 190.8±6.7  372.5±23.6  12.1±1.2  3.09±0.24
模型组 192.4±5.7  319.2±25.4## 16.4±0.8## 5.15±0.39##
BMSCs组 189.3±4.6  331.4±21.7  14.8±0.9* 4.13±0.34*
珠子参皂苷组 192.5±5.5  334.7±20.5  13.2±1.1** 3.78±0.42**
BMSCs+珠子参皂苷组 191.7±6.3  340.3±31.2  12.5±0.7** 3.53±0.37**
  与正常组比较,#P<0.05,##P<0.01与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01
2.3 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠肝功能的影响
由表2可知,模型组大鼠血液中 ALT、ALP和
AST含量显著增加,ALB、TP含量和A/G值显著降
低,与正常组比较具有显著性差异(P<0.01);珠子
参皂苷及与BMSCs联用治疗后,ALT、ALP、AST、
ALB、TP含量及A/G值均得到改善,与模型组比较
具有显著性差异(P<0.05或P<0.01),其中以珠子
参皂苷与BMSCs联用组作用效果最为显著.
表2 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠肝功能的影响(x±s,n=8)
组别 AST(IU/L) ALT(IU/L) ALP(IU/L) TP(mg/L) ALB(mg/L) A/G
正常组 9.8±2.5  10.2±2.3  79.8±4.9  75.2±2.1  42.6±1.3  1.34±0.05
模型组 51.1±2.1## 46.8±3.7## 191.2±3.8## 48.6±2.5## 19.7±1.5## 0.56±0.07##
BMSCs组 36.2±5.8* 33.1±5.4** 128.4±5.3** 54.3±3.4* 23.4±0.9** 0.79±0.09*
珠子参皂苷组 31.9±6.7** 27.3±4.9** 135.1±6.9** 59.7±2.8** 28.7±1.4** 0.81±0.07**
BMSCs+珠子参皂苷组 29.4±5.8** 22.6±5.1** 128.7±4.3** 67.7±3.1** 35.2±1.7** 1.02±0.06**
  与正常组比较,#P<0.05,##P<0.01与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01
601 三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)              2016年6月
2.4 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠肝纤维化的
影响
如表3和图2所示,正常组肝索排列规则有序,
肝小叶结构清晰正常;模型组肝细胞弥漫性脂肪变
性,肝索排列杂乱,肝小叶可见炎性浸润,胶原纤维、
网状纤维沉积异常增多;珠子参皂苷及与BMSCs联
用后,肝细胞炎性浸润和脂肪变性均显著降低,胶原
和网状纤维样变得到有效遏制.经改良Knodel评分
分析:模型组肝纤维化、胶原纤维面积、网状纤维面积
比和 Hyp水平均明显升高,与正常组比较具有显著
性差异(P<0.01);珠子参皂苷与BMSCs联用后,上
述异常改变均得到显著的逆转(P<0.05或 P<
0.01),其中以珠子参皂苷与BMSCs联用组作用效
果最为明显.
表3 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠肝纤维化的影响(x±s,n=8)
组别
肝纤维化分级/级
0   Ⅰ   Ⅱ   Ⅲ   Ⅳ
胶原纤维面积比
/%
网状纤维面积比
/%
Hyp
/(μg·g
-1)
正常组 8  0  0  0  0  0.11±0.02  1.14±0.31  225.4±41.3
模型组 0  0  1  2  5  13.01±0.87## 14.21±0.98## 810.3±79.2##
BMSCs组 0  2  5  1  0  10.12±0.65** 11.48±0.75* 410.6±69.1**
珠子参皂苷组 0  4  4  0  0  9.03±0.84** 8.97±0.84** 323.5±59.8**
BMSCs+珠子参皂苷组 0  5  3  0  0  6.99±0.76** 7.93±0.69** 309.7±53.4**
  与正常组比较,#P<0.05,##P<0.01与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01
A:正常组;B:模型组;C:BMSCs移植组;D:珠子参皂苷组;E:BMSCs移植+珠子参皂苷组 HE染色
图2 珠子参皂苷与BMSCs联用对大鼠肝纤维化的影响
3 讨 论
干细胞是一类具有多向分化潜能的原始细胞,虽
然具有较强的分化潜能,但是在机体内复杂的微环境
中,很难确保其较长时间向单一方向分化,加之机体
移植后存在成肿瘤(如畸胎瘤)的风险和伦理等诸多
问题,在一定程度上限制了其在临床上的推广应
用[4-5].近年来,国内外的许多科学家相继研究发现
BMSCs的分化能力是最为接近胚胎干细胞的成体干
细胞,在一定条件下,它可以分化成为心、肝、脑、肌
肉、软骨、胰岛等多种体细胞[6].BMSCs因其来源丰
富,自体移植可避免疫排斥反应,不涉及伦理等诸多
优点而倍受关注,充分开发利用BMSCs,将为心、肝、
脑等重要器官致命性疾病的治疗开辟一条新的道路.
我国在20世纪80年代就开展了中药对BMSCs
的生物学影响研究,应用中药治疗血液病、抗放化疗
副作用等取得了很好的临床效果[7-8].由于乙肝患者
在我国仍拥有大量的人群,加之人们不合理的饮食、
饮酒习惯,使得了肝脏疾病在我国高居不下,肝纤维
化、肝硬化、肝癌和肝衰竭已成为当前临床防治的重
点.干细胞移植为治疗终末期肝病提供了新的希望,
而BMSCs以其独特的优势,得到了许多研究者的青
睐.为此积极开展中药干预BMSCs动员、扩增、定向
分化、移植等方面的研究具有重要的重要意义和应用
价值.近年来,研究发现珠子参皂苷对CCl4 引起的大
鼠肝纤维化损伤有较好的保护作用,证实与延缓肝细
胞衰老和促进肝细胞增殖密切相关[1];在体外实验
中,发现珠子参皂苷可诱导BMSCs分化为肝细胞,
使其具有了合成糖原、摄取低密度脂蛋白及分泌尿素
的能力.在本实验研究中,通过观察珠子参皂苷与
BMSCs联用对肝纤维化大鼠的治疗作用发现,珠子
参皂苷可促进BMSCs定向募集至肝脏受损部位,降
低血液中ALP、ALT、AST水平,增加TP、ALB水平
和A/G比值,降低肝组织 Hyp含量和肝纤维化,改
善肝脏组织形态学.本研究为珠子参皂苷与BMSCs
联合应用治疗肝纤维化损伤提供了实验依据.
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(下转第112页)
701第38卷 第3期         张继红,等 珠子参皂苷与BMSCs联用治疗大鼠肝纤维化作用研究
苷可以提高ERα表达,可能对子宫内膜癌具有防治
作用,但需要进一步研究.
ERs不仅对正常生理功能调控具有重要作用.同
时,乳腺癌、宫颈癌、前列腺癌、结肠癌等许多肿瘤发
生过程中,ERs也扮演了重要角色.所以,进一步探讨
3-羟基根皮苷对不同组织的作用及机制,以及3-羟基
根皮苷及根皮苷的相互作用,对更好地利用土家族药
物湖北海棠具有重要意义.
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[责任编辑 周文凯
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅

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[责任编辑 周文凯]
211 三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)              2016年6月