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珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤的影响



全 文 :珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤的影响
苏 婧 石孟琼1 贺海波1 陈良金1 卢训丛1 贺高峰1 (随州市中心医院药剂科,湖北 随州 441300)
〔摘 要〕 目的 研究珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤的影响。方法 珠子参水提物低、中、高剂量组 (2. 5,5. 0,10. 0 g /kg)灌胃给药 7 d
后制作大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,缺血 24 h后,观察进行神经症状评分、斜板试验,取大脑并用 TTC染色后测定梗死面积和用失重法计算脑
组织含水量;检测血液中肿瘤坏死因子(TNF)-α和白介素(IL)-1β 水平和脑组织 TNF-α、IL-1β 和 NF-κB mRNA 表达及其激活态 NF-κB 蛋白表达。
结果 珠子参水提物中、高剂量组 (5. 0,10. 0 g /kg)能显著改善缺血再灌注后的神经症状,降低脑梗死面积和脑含水量(P < 0. 01) ;珠子参水提物
低、中、高剂量组均能显著降低血液中 TNF-α和 IL-1β含量及脑组织 TNF-α、IL-1β和 NF-κB的 mRNA表达和 NF-κB蛋白表达水平,与模型组比较,珠
子参水提物中、高剂量组具有统计学差异(P < 0. 05 和 P < 0. 01)。结论 珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤具有较好的保护作用,其可能作用机
制是抑制炎症因子的生成。
〔关键词〕 珠子参水提物;急性脑缺血损伤;炎症因子
〔中图分类号〕 R285 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1005-9202(2012)06-1217-04;doi:10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2012. 06. 048
1 三峡大学医学院
通讯作者:石孟琼(1971-) ,女,实验师,主要从事心血管药理研究。
第一作者:苏 婧(1972-) ,女,主管药师,主要从事中药药理研究。
珠子参的干燥根茎,具活血散瘀、补血止血、消肿止痛之
功,其化学成分主要为皂苷类,其次为多糖、倍半萜类以及人体
必需微量元素(如 Fe、Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Mo 等)〔1〕。近年来药
理研究证实其具有较广泛的药理作用,对血液及造血系统、免
疫系统、肿瘤等均有作用〔2 ~ 4〕。我们通过耳廓肿胀、足跖肿胀
和棉球肉芽肿实验证实珠子参水提物具有良好的抗炎作用〔5〕,
同时研究发现珠子参水提物预处理对小鼠局灶性脑缺血再灌
注损伤具有明显的保护作用〔6〕。近年来,大量研究资料〔7〕证实
脑缺血后的炎症反应是以脑微血管内白细胞聚、浸润脑组织,
伴有微血管功能紊乱及局部脑组织中液体及蛋白质积聚为标
志的急性炎症过程,其与脑缺血后的继发性脑损害密切相关。
本文将在我们前期研究基础上,利用小鼠大脑中动脉阻塞
(MCAO)模型旨在研究珠子参水提物对小鼠急性脑缺血的影
响,从抗炎角度探讨其对急性脑缺血的保护作用及可能作用机
制,为该天然药物的开发应用提供实验依据。
1 材料与方法
1. 1 药品与试剂 珠子参购自宜昌市中医院并经鉴定,珠子
参药材烘干称重,粉碎成粗粉,蒸馏水浸泡 6 h,置圆底烧瓶内,
用加热套加热,挥发油提取器提取挥发油和芳香成分后,转为
50℃浸煎 0. 5 h提取水溶性成分,纱布过滤取汁后,药渣加水再
煮沸,转为 50℃浸煎,共煎 3 次。药液混合,煎液浓缩至生药含
量为 1. 0 g /ml,4℃保存备用。尼莫地平片:亚宝药业集团股份
有限公司生产,批号 090806;水合氯醛:上海化学试剂采购供应
五联化工厂提供,批号 060818;TTC:美国 Sigma 公司生产上海
化学试剂公司进口分装,批号 060710;肿瘤坏死因子(TNF)-α、
白介素(IL)-1β ELISA试剂盒:南京建成生物工程研究所提供。
1. 2 实验动物分组与给药 昆明小鼠(KM,清洁级) ,5 周龄,
体质量 25 ~ 35 g,由湖北省实验动物研究中心提供,许可证号:
SCXK (鄂)2008-0005。所有的动物实验均遵照国家实验动物
饲养和使用指南,室温(22 ± 1)℃,湿度(60 ± 5)%,12 h 明 /暗
循环,自由饮食和饮水。实验分假手术组、模型组、尼莫地平组
(2 mg /kg)、珠子参水提物低、中、高剂量组(分别按 2. 5,5. 0,
10. 0 g /kg灌胃给予珠子参水提物)。珠子参和尼莫地平分别
在术前 7 d 开始灌胃给药,每日 1 次,缺血前 30 min 再给药 1
次。假手术组和模型组灌胃给予等量蒸馏水。
1. 3 小鼠急性脑缺血模型 按照 Mao等人〔8〕的方法,用 10%
水合氯醛(350 mg /kg)麻醉小鼠,分离右侧颈总动脉,结扎近心
端,用动脉夹暂时阻断颈总动脉的远心端,并在颈总动脉远心
端剪开一小切口,将头端烧圆的 6 /0 外科单股尼龙线(直径
0. 128 mm)通过切口经颈总动脉,将尼龙线轻轻送入颈内动脉,
再送入 Willian 环,尼龙线头端距颈总动脉分叉处约0. 9 ~
1. 0 cm,阻塞大脑中动脉;假手术组小鼠按相同方法手术,但不
作血管结扎和阻塞。
1. 4 行为学检查
1. 4. 1 神经症状评分 小鼠 MCAO 24 h 后的神经症状参照
Longa等〔9〕的分级法评分,0 级:无症状;1 级:提尾时损伤对侧
前肢不能伸直;2 级:向损伤侧旋转;3 级:向对侧倾倒;4 级:无
自发活动或意识不清。
1. 4. 2 斜板试验 依据 Yonemori等〔10〕的方法,将 MCAO 24 h
后放置在一平板(25 cm × 15 cm)上,待动物在平板上站稳后,
将平板从水平缓慢倾斜直至垂直,记录小鼠在平板倾斜时跌落
的最大角度,每只动物每次重复 3 次,取平均值。
1. 5 梗死面积、脑含水量的测量 小鼠 MCAO 24 h 进行行为
学检查后,摘眼球取血,分离血清,然后将实验动物分成 2 部
分,一部分断头处死,取出脑,去掉嗅球、小脑和低位脑干,称湿
质量。然后冠状均切 4 刀,共 5 片,将切片后的脑组织放置
0. 25% TTC溶液中,37℃避光孵育,每隔 7 ~ 8 min翻动 1 次,染
色 30 min,10%的甲醛溶液固定并经图像扫描后用 Image /J 医
用图像分析软件测量梗死面积。计算梗死脑组织百分比
(%)=梗死区面积 /(梗死区面积 +非梗死区面积)× 100%。
测量完梗死面积后,然后将染色后的脑组织块置入电热恒温烘
箱(100 ± 2)℃中烘干 24 h 至恒重,称取干重。脑含水量用湿
·7121·苏 婧等 珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤的影响 第 6 期
重的百分比表示,即脑含水量(%)=(脑组织湿质量-脑组织干
质量)/脑组织湿质量 × 100%。另一部分取新鲜脑组织置-
80℃冰箱保存,留着做分子生物学备用。
1. 6 血清 TNF-α 和 IL-1β 水平检测 TNF-α 和 IL-1β 采用
ELISA法测定。
1. 7 脑组织 TNF-α、IL-1β 和 NF-κB 的 mRNA 表达测定 取
脑组织用 Trizol法提取总 RNA,用反转录试剂盒(Fermentas)合
成 cDNA,以 cDNA为模板进行 PCR扩增。各个因子引物序列,
退火温度及目标片段的大小见表 1。
1. 8 脑组织激活态 NF-κB 蛋白表达 取脑组织(约 100 mg)
用 4 倍匀浆液(W/V)匀浆后,4℃条件下 12 000 r /min 离心
10 min,取上清进行蛋白定量;加样品缓冲液煮沸 5 min,各取
20 μl加样;10%聚丙烯酰胺凝胶,在 120 V、28 mA 条件下电泳
1. 5 h;100 mA条件下 PVDF 膜转膜 3 h;5%脱脂牛奶封闭,加
一抗,4℃过夜;用含 0. 1% Tween 20 的 TBS 冲洗 3 次,再加
1∶ 5 000稀释的辣根过氧化物酶标记的二抗室温孵育 1 h;用
0. 1% TBST冲洗 15 min × 3 次,ECL 发光剂显色;医用胶片曝
光,灰度扫描仪成像,测得各条带的灰度值,以 β-actin 为内对
照标准化后,比较其表达量的变化。
1. 9 数据统计分析 实验数据以 x ± s 表示,在 SPSS13. 0 统
计软件包上进行,以单因素方差分析进行多组间差异的比较,
以 Dunnett-t检验比较两组间均数的差异;神经症状评分结果用
非参数 Krukal-Wallis检验。
表 1 RT-PCR扩增的各细胞因子引物序列及目标片段
PCR引物 引物序列
目的片
段(bp)
退火温
度(℃)
TNF-α 正义链 5-ATG AGC ACA GAA AGC ATG ATC-3 276 55
反义链 5-TAC AGG CTT GTC ACT CGA ATT-3
IL-1β 正义链 5-AAT GAC CTG TTC TTT GAG GCT GAC-3 115 61
反义链5-CGA GAT GCT GCT GTG AGA TTT GAA G-3
NF-κB 正义链 5-AGG ATT TCG ATT CCG CTA CG-3 311 57
反义链 5-TCC GTG CTT CCA GTG TTT CG-3
GAPDH 正义链 5-GCT GGG GCT CAC CTG AAG G-3 343 56
反义链 5-GGA TGA CCT TGC CCA CAG CC-3
2 结 果
2. 1 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠行为学的影响 表 2 结
果显示,与假手术组比较,模型组小鼠出现严重的神经功能散
失(P < 0. 01) ,珠子参水提物低、中、高剂量组均能改善神经症
状,其改善作用随剂量的增加而增强。与模型组比较,珠子参
水提物中、高剂量组具有统计学差异(P < 0. 05) ,珠子参水提物
低剂量组与模型组比较无统计学差异(P > 0. 05)。在斜板试验
实验中,6 个组的倾斜角度在 MCAO 术前无统计学差异(P >
0. 05) ,在 MCAO 24 h后,模型组小鼠,倾斜角度显著下降,用珠
子参水提物治疗后,倾斜角度呈逐渐恢复,与模型组比较,珠子
参水提物中、高剂量组具有统计学差异(P < 0. 05 或 P < 0. 01) ,
其中高剂量几乎与尼莫地平相当,其低组与模型组比较无统计
学差异(P > 0. 05) (表 2)。
2. 2 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠梗死面积、脑含水量的
影响 同假手术组相比,模型组的梗死亡面积和脑含水量明
显增大(P < 0. 01) ,表明造模成功。用珠子参水提物治疗后,具
有明显的改善作用,且随剂量的增加而增强;与模型组比较,珠
子参水提物 3 个剂量组能明显降低小鼠急性脑缺血脑梗死面
积和脑含水量(P < 0. 05 或 P < 0. 01) (表 3)。
表 2 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠神经症状、
斜板实验角度的影响(x ± s)
组别 n 神经症状评分 斜板角度(°)
假手术组 19 0. 00 ± 0. 00 73. 4 ± 6. 1
模型组 14 2. 35 ± 0. 511) 52. 8 ± 7. 01)
珠子参低剂量组 20 2. 01 ± 0. 47 57. 5 ± 5. 7
珠子参中剂量组 21 1. 94 ± 0. 322) 58. 9 ± 5. 22)
珠子参高剂量组 23 1. 82 ± 0. 402) 60. 7 ± 5. 03)
尼莫地平 24 1. 73 ± 0. 453) 62. 5 ± 5. 23)
与假手术组比较:1)P < 0. 01;与模型组比较:2)P < 0. 05,3)P <
0. 01,下表同
表 3 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠梗死面积、
脑含水量的影响(x ± s,n =10,%)
组别 梗死面积 脑含水量
假手术组 0. 0 ± 0. 0 60. 9 ± 3. 9
模型组 37. 4 ± 5. 21) 74. 9 ± 6. 01)
珠子参低剂量组 32. 8 ± 4. 32) 70. 6 ± 4. 6
珠子参中剂量组 31. 3 ± 3. 93) 68. 4 ± 4. 82)
珠子参高剂量组 28. 5 ± 4. 93) 66. 6 ± 5. 13)
尼莫地平组 26. 9 ± 3. 73) 64. 8 ± 5. 23)
图 1 IL-1β、TNF-α、NF-κB 和 GAPDH mRNA电泳图
图 2 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠脑组织 TNF-α、
IL-1β和 NF-κB 基因表达的影响
·8121· 中国老年学杂志 2012 年 3 月第 32 卷
2. 3 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠血清 TNF-α和 IL-1β水
平的影响 模型组小鼠血清 TNF-α 和 IL-1β 水平均较假手术
组出现了显著的升高(P < 0. 01)。珠子参水提物干预后,上述
指标均得到了不同程度的改善,以中、高剂量组更为显著(P <
0. 05,P < 0. 01) ,甚至高剂量组在改善 TNF-α 和 IL-1β 水平方
面优于尼莫地平组(表 4)。
2. 4 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠脑组织 TNF-α、IL-1β和
NF-κB mRNA表达的影响 由图 1、2 可知,细胞因子 TNF-α、
IL-1β和 NF-κB均在小鼠脑组织中存在基因表达;与假手术组
相比,模型组小鼠脑组织中 TNF-α、IL-1β和 NF-κB mRNA表达
显著增加(P < 0. 01)。用珠子参水提物治疗后,均能使其表达
下调,且随剂量的增加而更为明显;与模型组相比,在 TNF-α
mRNA 表达中,珠子参水提物中、高剂量组具有统计学差异
(P < 0. 05 或 P < 0. 01) ,其低剂量组无统计学差异(P > 0. 05) ;
在 IL-1β mRNA表达中,珠子参水提物 3 个剂量组均能不同程
度降低其基因表达,但高剂量组具有统计学差异(P < 0. 05) ;而
在 NF-κB mRNA表达中,珠子参水提物 3 个剂量组均能显著降
低其基因表达(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。见表 5。
表 4 珠子参水提物对急性脑缺血血清 TNF-α和
IL-1β水平的影响(x ± s,n =10)
组别 TNF-α(ng /ml) IL-1β(ng /ml)
假手术组 153. 5 ± 31. 1 90. 8 ± 21. 6
模型组 347. 3 ± 40. 21) 210. 8 ± 37. 81)
珠子参低剂量组 289. 3 ± 45. 9 160. 4 ± 34. 8
珠子参中剂量组 262. 9 ± 57. 22) 139. 3 ± 33. 22)
珠子参高剂量组 221. 3 ± 39. 83) 122. 4 ± 21. 73)
尼莫地平组 239. 0 ± 27. 23) 131. 3 ± 19. 73)
表 5 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠脑组织 TNF-α、IL-1β和 NF-κB 基因表达
标准化法后相对含量、NF-κB p65 蛋白的影响(x ± s,n =5)
组别 TNF-α /GAPDH IL-1β /GAPDH NF-κB /GAPDH NF-κB p65 /β-actin
假手术组 0. 30 ± 0. 04 0. 27 ± 0. 05 0. 44 ± 0. 08 0. 37 ± 0. 07
模型组 0. 63 ± 0. 101) 0. 60 ± 0. 101) 0. 69 ± 0. 131) 0. 93 ± 0. 141)
珠子参低剂量组 0. 59 ± 0. 11 0. 52 ± 0. 08 0. 50 ± 0. 132) 0. 81 ± 0. 06
珠子参中剂量组 0. 50 ± 0. 072) 0. 48 ± 0. 07 0. 47 ± 0. 112) 0. 74 ± 0. 112)
珠子参高剂量组 0. 39 ± 0. 093) 0. 43 ± 0. 092) 0. 41 ± 0. 103) 0. 64 ± 0. 133)
尼莫地平组 0. 36 ± 0. 073) 0. 42 ± 0. 102) 0. 43 ± 0. 103) 0. 68 ± 0. 112)
2. 5 珠子参水提物对急性脑缺血小鼠脑组织 NF-κB 蛋白表达
的影响 急性脑缺血小鼠脑组织激活态的 NF-κB 蛋白表达与
假手术组比较增加了 151. 4%(P < 0. 01) ;用珠子参水提物低、
中、高剂量治疗后,其蛋白表达较急性脑缺血模型组分别降低
了 12. 9%(P > 0. 05) ,20. 4%(P < 0. 05) ,31. 2%(P < 0. 01) ,
其中高剂量组作用超过尼莫地平组,见图 3,表 5。
图 3 小鼠脑组织 NF-κB蛋白表达
3 讨 论
脑血管病是临床常见病、多发病,与心脏病、恶性肿瘤构成
了目前三大致死疾病、是首位致残因素,发病率、病死率及致残
率呈逐年上升趋势。目前关于其发生机制尚未彻底阐明,现代
医学研究认为脑缺血损伤的炎症反应是多因素参与的复杂的
病理生理过程,近年来的基础和临床研究发现炎症因子在脑缺
血损伤中发挥重要作用,有关缺血性脑损伤后细胞因子的表达
及其作用机制的研究已经越来越受到国内外学者的关注。
大量研究证实,当脑缺血损伤发生后,外周及大脑内的促
炎症因子被激活、表达并分泌各种炎症因子(如 TNF-α、IL-1β
等)等物质,同时外周中性粒细胞等炎性细胞在脑缺血损伤后
迅速通过血脑屏障进入损伤的脑组织内,一方面它们对脑组织
产生直接损害,另一方面它和其他刺激因子一道通过不同的信
号转导激活 IκB激酶(IκB kinase,IKK)复合体,使 IκB 磷酸化,
IκB再经蛋白作用后,被蛋白酶小体水解,从而与 NF-κB发生解
离,使其对 NF-κB 的抑制作用被解除,暴露出 P50 亚基的核定
位信号,最终导致 NF-κB 发生核易位,进入细胞核与靶基因启
动区或增强子上的 NF-κB 结合位点结合,启动与调控 TNF-α、
IL-1β等基因的表达,导致炎症因子的呈瀑布式增加,进一步加
剧脑损伤的发生,同时这些因子反过来又可以激活 NF-кB,从而
使 NF-кB活化在脑组织间不断扩散,形成恶性循环〔11〕。大量
的研究表明 NF-κB介导着 TNF-α、IL-1β等炎症因子的生成,进
而引起脑细胞的炎症反应和细胞凋亡,在脑缺血性损伤中起着
重要作用〔12〕。在本实验中,急性脑缺血损伤模型组小鼠血液中
TNF-α和 IL-1β含量及脑组织中 TNF-α、IL-1β mRNA表达水平
显著升高,同时也发现 NF-κB的基因和蛋白表达水平也出现了
明显的增加,此结果表明在缺血损伤中,炎症因子确实参与了
急性脑缺血损伤的发生发展过程,此变化与文献报道一致〔13〕,
经珠子参水提物预防治疗后,血液中 TNF-α、IL-1β 含量和脑组
织中 TNF-α、IL-1β的基因表达水平明显降低,NF-κB 的基因和
蛋白表达水平显著下降,表明珠子参可以对抗脑组织的炎症反
应,抑制炎症因子的生成,从而减轻急性脑缺血损伤,与我们前
期研究证实珠子参水提物具有良好的抗炎作用一致〔5〕。在行
为学观察中,珠子参水提物 3 个预治疗组的神经行为学都得到
了明显的改善,与模型组比较,珠子参水提物中、高剂量组具有
统计学差异。组织形态学结果也证实珠子参水提物可改善脑
缺血再灌注损伤脑梗死面积和脑含水量。
·9121·苏 婧等 珠子参水提物对小鼠急性脑缺血损伤的影响 第 6 期
综上所述,珠子参水提物对急性脑缺血损伤具有较好的保
护作用,其可能的作用机制是通过抑制 NF-кB 活化,下调抑制
炎症因子 TNF-α、IL-1β表达,从而减轻急性脑缺血后炎症反应
所介导的损害。
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〔2011-03-25 收稿 2011-05-12 修回〕
(编辑 曹梦园)
EMPs作用下 DSP、DMP-1在人牙髓干细胞中的表达
崔玲玲 张 辉 周晓平 (辽宁医学院附属第一医院口腔科,辽宁 锦州 121001)
〔摘 要〕 目的 应用釉基质蛋白(EMPs)作用于人牙髓干细胞(hDPSC) ,测定牙本质涎蛋白(DSP)、牙本质基质蛋白 1(DMP-1)表达,探讨
EMPs对人牙髓干细胞的作用。方法 将浓度为 200 μg /ml的 EMPs加入培养中的人牙髓干细胞中,分别于 3、5、7、9、11 d对细胞进行免疫组化染色,
检测细胞爬片 DSP、DMP-1 表达。结果 未经 EMPs诱导的人牙髓干细胞 DSP少量细胞阳性表达,DMP-1 表达阴性,经 200 μg /ml的 EMPs诱导 5 d
后,人牙髓干细胞 DSP、DMP-1 染色呈阳性表达。结论 EMPs对人牙髓干细胞具有诱导分化作用,为探讨影响人牙髓干细胞分化的因素提供了参考
依据。
〔关键词〕 釉基质蛋白;人牙髓干细胞;牙本质涎蛋白(DSP) ;牙本质基质蛋白 1(DMP-1)
〔中图分类号〕 R392 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1005-9202(2012)06-1220-02;doi:10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2012. 06. 049
第一作者:崔玲玲(1975-) ,女,主治医师,硕士,主要从事牙髓细胞的生
理、老年口腔疾病诊治工作。
干细胞是具有自我复制,高度增殖和分化潜能的细胞群
体,作为细胞工程及组织工程的最佳种子细胞近年来备受瞩
目。人牙髓干细胞(hDPSC)作为干细胞的一种,具有同样的功
能,通过细胞工程技术,利用其高度扩增能力和多向分化潜能
进行体外扩增和定向诱导,在短时间内可产生大量的目的细胞
以供实验分析。釉基质蛋白(EMPs)是牙胚未矿化釉基质中所
含有的蛋白成分的总称。EMPs在口腔领域中多用于促进牙周
组织再生〔1 ~ 3〕。近年来其对牙髓干细胞的诱导作用已有一些
报道〔4,5〕,本文应用 EMPs 作用于人牙髓干细胞测定牙本质涎
蛋白(DSP)、牙本质基质蛋白 1(DMP-1)在人牙髓干细胞中的
表达,阐述 EMPs对人牙髓干细胞的作用。
1 材料与方法
1. 1 主要试剂和仪器 乙酸、三氯乙酸、丙酮、Ⅰ型胶原酶、胰
蛋白酶、dispase 酶(Gibco,美国)、DMEM培养基(Sigma,美国)、
胎牛血清(Gibco,美国) ,抗牙本质涎蛋白(DSP)多克隆抗体、
抗牙本质基质蛋白 1(DMP-1)多克隆抗体(Santa Cruz,美国)。
1. 2 方法
1. 2. 1 猪釉基质蛋白的提取 采用乙酸法,取 4 ~ 6 个月龄猪
恒牙胚(- 70℃冰箱冻溶) ,用手术刀片刮取釉质表面未矿化部
分浸泡于 4℃生理盐水中,超声清洗机清洗 5 min,以去净釉质
表面杂质,浸泡于 0. 5 mol 乙酸溶液中,4℃条件下磁力搅拌器
缓慢搅动过夜,取上清,逐滴加入 20%的三氯乙酸进行沉淀,直
至不再产生沉淀为止。4℃条件下 12 000 r /min离心 15 min,弃
上清,加入少量丙酮清洗沉淀,4℃条件下 12 000 r /min 离心
5 min,弃丙酮,将获得的沉淀物加少量三蒸水溶解,冷冻干燥
·0221· 中国老年学杂志 2012 年 3 月第 32 卷