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Effects of oxymatrine on proliferation of hepatic stellate cells HSC-T6 and expression of telomerase

苦参素对肝星状细胞HSC-T6增殖及端粒酶的影响



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 14 期 2014 年 7 月 ·2051·

苦参素对肝星状细胞 HSC-T6 增殖及端粒酶的影响
周于禄 1,刘小云 2,刘世坤 1,袁 洪 1*
1. 中南大学湘雅三医院,湖南 长沙 410013
2. 赣南医学院第一附属医院,江西 赣州 341000
摘 要:目的 探讨苦参素在诱导肝星状细胞 HSC-T6 凋亡过程中的作用,以及对端粒酶及其亚单位端粒酶逆转录酶(rTERT)
mRNA 表达的影响。方法 将不同质量浓度的苦参素与 HSC-T6 细胞共培养不同时间后,MTT 法检测苦参素对 HSC-T6 细
胞的生长抑制作用;流式细胞术检测苦参素对 HSC-T6 细胞凋亡的影响;TRAP-PAGE-银染法检测苦参素作用后 HSC-T6 细
胞中端粒酶活性的改变;RT-PCR 检测苦参素对 HSC-T6 细胞 rTERT mRNA 表达的影响。结果 苦参素能显著抑制 HSC-T6
细胞生长、诱导细胞凋亡、降低端粒酶活性,并抑制 rTERT mRNA 表达。结论 苦参素对 HSC-T6 细胞增殖具有抑制作用,
可能与抑制细胞端粒酶及其亚单位 rTERT 的活性有关。
关键词:苦参素;肝星状细胞;HSC-T6;细胞凋亡;端粒酶;端粒酶逆转录酶
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)14 - 2051 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.14.018
Effects of oxymatrine on proliferation of hepatic stellate cells HSC-T6
and expression of telomerase
ZHOU Yu-lu1, LIU Xiao-yun2, LIU Shi-kun1, YUAN Hong1
1. The Third Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410013, China
2. The First Affiliated Hospital of Gannan Medical University, Ganzhou 341000, China
Abstract: Objective To investigate the induction effect of oxymatrine on the apoptosis process in rat hepatic stellate cell line HSC-T6
and to define its impact on telomerase activity and mRNA expression of subunit telomerase reverse transcriptase (rTERT). Methods
HSC-T6 cells were cultivated with different concentration of oxymatrine for different time periods. Effect of oxymatrine on the growth
inhibition of HSC-T6 cells was analyzed by MTT assay. Apoptosis of HSC-T6 cells was detected by flow cytometry. Telomerase
activity was determined by TRAP-PAGE-silver staining and the expression of rTERT mRNA was examined by RT-PCR assay. Results
Oxymatrine significantly suppressed the growth of HSC-T6 cells and induced apoptosis, and also reduced the activity of telomerase
and inhibited the rTERT-mRNA expression in HSC-T6 cells. Conclusion The function that oxymatrine inhibits the proliferation of
HSC-T6 cells may be associated with its action on the cellular telomerase and telomerase rTERT-mRNA activity.
Key words: oxymatrine; hepatic stellate cells; HSC-T6; apoptosis; telomerase; telomerase reverse transcriptase

苦参素(oxymatrine)是豆科植物苦参 Sophora
flavescents Ait. 的生物碱提取物,是苦参的主要药
效成分,其中含氧化苦参碱高达 98%,以往研究证
实,苦参素具有调节免疫、抗炎、抑菌、抗心律失
常、抗病毒、抗纤维化和抗肿瘤等多重功效[1-4]。目
前关于苦参素治疗肝纤维化的研究较多,但是对于
其治疗肝纤维化的分子机制方面的研究还比较少。
本课题组在前期工作的基础上,选择肝星状细胞
HSC-T6 为研究模型,探讨不同质量浓度的苦参素
对肝星状细胞凋亡、端粒酶及其催化亚单位端粒酶
逆转录酶(rTERT)mRNA 表达的影响,以初步探
讨苦参素抑制肝星状细胞生长的作用机制,旨在为
苦参素治疗肝纤维化提供新的理论依据。
1 材料
1.1 药品及试剂
苦参素(含氧化苦参碱 98%)购自武汉圣天宇

收稿日期:2014-03-24
基金项目:湖南省卫生厅科研基金课题(132011-037)
作者简介:周于禄(1972—),男,博士在读。E-mail: yulu0027@126.com
*通信作者 袁 洪 E-mail: zyltougao@126.com
·2052· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 14 期 2014 年 7 月

科技有限公司,噻唑蓝(MTT)、硝酸银、焦碳酸二
乙酯(DEPC)均购自美国 Sigma 公司;丙烯酰胺、
N, N′-亚甲基丙烯酰胺、四甲基乙二胺(TEMED)购
自华美公司;RT-PCR 试剂盒购自 MBI Fermentas 公
司;Trizol 试剂购自 Invitrogen 公司;端粒酶活性检测
试剂盒购自 Roche 公司;Annexin V-FITC Kit 购自
Gene Tech 公司。
1.2 细胞株
HSC-T6为SV40转染SD大鼠肝星状细胞而成为
活化的肝星状细胞,购于中南大学湘雅中心实验室。
1.3 仪器
MCO—175 CO2 培养箱(日本 Sanyo 公司),
IX71 荧光倒置显微镜(日本 Olympus 公司),
ABI9700 型 PCR 扩增仪(美国 ABI 公司),XDS—
1B 型倒置生物显微镜(重庆光电仪器总公司),
FACSCalibur 流式细胞仪(美国 Bectondickinson 公
司),InGenius LHR 型凝胶成像分析系统(英国
Syngene 公司),酶标仪(美国 Bio-TEK 公司)。
2 方法
2.1 细胞培养
将 HSC-T6 细胞接种于含 100 U/mL 青霉素、
100 U/mL 链霉素、10%胎牛血清的 DMEM 高糖培
养液,在 37 ℃、5% CO2及饱和湿度条件下培养,
隔天换液,待细胞生长至密度为 80%~90%时,开
始传代。所有实验均采用对数生长期的细胞。
2.2 MTT 比色法检测细胞生长抑制率
HSC-T6 细胞经胰酶消化,接种于 96 孔培养板,
每孔 100 μL 培养液含 2 000 个细胞,培养 24 h 后弃
培养液,每孔加入终质量浓度分别为2、4、6、8 mg/mL
的苦参素培养液 100 μL,对照组不加药,另设空白
组(只加培养液,无细胞),每组 8 个复孔,重复 4
个批次,分别于培养后的 24、48、72 h 加入 MTT(5
mg/L)10 μL,4 h 后加入 DMSO 150 μL/孔,避光振
荡摇匀,以空白孔调零,在酶标仪上检测 490 nm 处
的吸光度(A)值,计算细胞生长抑制率。
生长抑制率=1-A 实验组 / A 对照组
2.3 细胞凋亡的检测
取 1×108/L 的细胞悬液接种于 6 孔培养板,每
孔加细胞悬液 2.0 mL,培养 24 h 后弃培养液,加入
终质量浓度分别为 2、4、8 mg/mL 的苦参素新鲜培
养液 2.0 mL,同时设不加药物的对照组,培养 24、
48 h 后收集细胞。采用 Annexin V-PI 双染色法检测
细胞凋亡。用冷 PBS 洗涤细胞(4 ℃,500 r/min
离心 5 min),去除上清后用冷的结合缓冲液调整细
胞数为 1×108~1×109/L。取此细胞悬液 100 μL,
加入 5 μL Annexin V-FITC 溶液和 2.5 μL 碘化丙啶
(PI)溶液。于冰上避光孵育 10 min,加入 150 μL
冷的结合缓冲液。1 h 内用流式细胞仪检测暴露在
细胞表面的磷脂酰丝氨酸(PS),所有数据经
WinMDI 软件收集分析。
2.4 TRAP-PAGE 银染法检测端粒酶活性
细胞处理同“2.3”项,收集细胞(1×108/L)
4 ℃,6 500 r/min 离心 5 min 以形成细胞团。去除
上清液,用 PBS 重悬细胞并重复离心步骤。加入
200 μL 裂解液重悬细胞小团,冰上预冷并充分混
匀,于冰上孵育 30 min。4 ℃,15 000 r/min 离心
20 min,将上清(约 170 μL)移至另一洁净的
Eppendorf 管中,−80 ℃保存备用或即用。取上述
提取液 3 μL 加入 25 μL 扩增液,用无菌三蒸水补足
体积至 50 μL,加 40 μL 灭菌石蜡油覆盖,在 PCR
扩增仪上运行,25 ℃、30 min 引物延伸;94 ℃、
5 min 端粒酶灭活;扩增反应,94 ℃、30 s,50 ℃、
30 s,72 ℃、90 s,30 个循环,72 ℃平衡 10 min。
取 PCR 反应产物 10 μL,进行 12%非变性聚丙
烯酰胺凝胶电泳,电压 180 V,1 h 左右,银染。当
出现相隔 6 bp 的梯形条带即为端粒酶活性阳性。
InGenius LHR 型凝胶成像分析系统分析,用各泳道
灰度减阴性对照的灰度后与对照组灰度的比值作
为端粒酶活性的相对值。
2.5 RT-PCR 法检测端粒酶 rTERT mRNA 的表达
细胞处理同“2.3”项,收集细胞,抽提总 RNA:
用不含小牛血清的 DMEM 高糖培养液洗涤收集的
HSC-T6 细胞 2 次,计数 1×106 个细胞,Eppendorf
管离心沉淀后加 Trizol 试剂 1 μL,抽提总 RNA。
cDNA 链合成:按逆转录试剂盒说明书操作。终体
积 20 μL,其中总 RNA 4 μL,随机引物 1 μL,5×
缓冲液 4 μL,核糖核酸酶抑制剂(RNasin)1 μL,
10 mmol/L dNTP 2 μL,逆转录酶(ReverTra Ace)1
μL,ddH2O 7 μL。PCR 扩增仪上运行,30 ℃、10 min,
42 ℃、20 min,99 ℃、5 min;−20 ℃保存。扩增引
物 rTERT(5’-GCTAAATCCCTCATTCCTACT-3’,
5’-TTCACCCTCCACATCAGTT-3’)和 GAPDH(5’-
TCAGGTCATCACTATCGGCAAT-3’,5’-GGATGT-
CAACGTCACACTTCATG-3’),引物由上海生工生
物工程技术服务有限公司合成。
PCR 反应体系终体积为 50 μL,含 10×缓冲液
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 14 期 2014 年 7 月 ·2053·

5 μL,Mg2+ 3 μL,dNTPs 1 μL,cDNA 2 μL,上下
游引物各 1.5 μL(20 μmo1/L),Taq 酶 2 μL,取 10
μL 扩增产物 2%琼脂糖凝胶电泳(电压 8 V/cm,电
流 20 mA,时间 30 min),用 InGenius LHR 型凝胶
成像分析系统分析,将各泳道灰度减去阴性对照后
与GAPDH条带灰度的比值作为 rTERT mRNA的相
对活性值。
2.6 统计学分析
数据均以 ±x s 表示,用 SPSS 18.0 软件对数据进
行统计分析,先进行方差齐性检验,如果方差齐性,
进行单因素方差分析(ANVOA),认为双侧 P<0.05
为差异有统计学意义,其中两两比较选用最小显著
差异法(LSD)。
3 结果
3.1 对 HSC-T6 细胞生长的抑制作用
不同质量浓度苦参素分别作用 HSC-T6 细胞
24、48、72 h,以生长抑制率为纵坐标,时间为横坐
标绘制生长曲线,结果作用 24、48、72 h 的直线回
归方程分别为 Y=0.565 6-0.021 7 X(r2=0.985 9)、
Y=0.857 2-0.040 9 X(r2=0.989 8)、Y=0.953 2-
0.055 8 X(r2=0.989 7)。随着苦参素质量浓度的增
加,细胞生长抑制率逐渐升高,表明苦参素对
HSC-T6 细胞生长的抑制作用有显著的浓度依赖
性。作用 24、48、72 h 的 IC50 分别为 12.95、10.41、
8.36 mg/mL,结果见表 1。
3.2 对 HSC-T6 细胞凋亡的影响
终质量浓度为 2、4、8 mg/mL 的苦参素与
HSC-T6 细胞共培养 24 h 后,Annexin V-PI 双染色,
流式细胞术检测细胞凋亡。结果显示,随着质量浓
度的增加,苦参素诱导 HSC-T6 细胞凋亡的作用呈
上升趋势,表明苦参素诱导 HSC-T6 细胞凋亡具有
浓度依赖性,结果见表 2。
表 1 苦参素对 HSC-T6 细胞生长的抑制作用 ( ± = 4x s , n )
Table 1 Inhibition of oxymatrine on growth of HSC-T6 cells ( ± = 4x s , n )
24 h 48 h 72 h
组别 ρ / (mg·mL−1)
A 值 抑制率 / % A 值 抑制率 / % A 值 抑制率 / %
对照 — 0.569±0.090 — 0.863±0.129 — 0.973±0.114 —
苦参素 2 0.514±0.019 9.67 0.757±0.057* 12.28 0.813±0.069* 16.44
4 0.489±0.018* 14.06 0.711±0.055* 17.61 0.735±0.057* 24.46
6 0.427±0.034* 24.96 0.609±0.044* 29.43 0.616±0.037* 36.69
8 0.396±0.072* 30.40 0.548±0.056* 38.82 0.584±0.085* 47.17
与对照组比较:*P<0.05,表 2 同
*P < 0.05 vs control group, Table 2 is same
表 2 苦参素对 HSC-T6 细胞凋亡的影响 ( ± = 4x s , n )
Table 2 Effect of oxymatrine on apoptosis of HSC-T6 cells
( ± = 4x s , n )
组别 ρ /
(mg·mL−1)
存活细胞 /
%
凋亡细胞(早
期+晚期)/ %
死亡细胞
/ %
对照 — 96.24±6.24 1.87±1.05 1.89±1.12
苦参素 2 90.12±5.36 7.31±1.84* 2.57±1.04
4 82.34±6.33 12.54±2.01* 5.12±1.22
8 69.45±4.68 22.48±3.35* 8.07±1.37

3.3 对 HSC-T6 细胞端粒酶活性的影响
不同质量浓度苦参素作用不同时间后,随着苦
参素质量浓度的增加和共培养时间的延长,端粒酶
活性的银染条带逐渐减弱。表明苦参素对 HSC-T6
细胞端粒酶活性的抑制作用与其作用质量浓度和
时间有依赖关系,结果见表 3。
表3 苦参素对HSC-T6细胞端粒酶活性的影响 ( ± = 4x s , n )
Table 3 Effect of oxymatrine on activity of telomerase
in HSC-T6 cells ( ± = 4x s , n )
端粒酶相对活性 / % 组别 ρ /
(mg·mL−1) 24 h 48 h
对照 — 96.24±3.37 90.51±5.31
苦参素 2 90.31±6.82 81.34±5.62*#
4 86.34±3.51* 62.38±4.39*#
8 66.84±6.13* 50.37±4.42*#
与对照组比较:*P<0.05;与 24 h 比较:#P<0.05,表 4 同
*P < 0.05 vs control group; #P < 0.05 vs 24 h, Table 4 is same
3.4 对 HSC-T6 细胞 rTERT mRNA 表达的影响
凝胶成像可见HSC-T6细胞 rTERT mRNA表达
随苦参素质量浓度的升高及作用时间的延长而减
弱(图 1)。结果显示,相同的作用时间,4、6 mg/mL
·2054· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 14 期 2014 年 7 月

苦参素作用细胞后,rTERT mRNA 的表达较对照组
减弱(P<0.05);在相同质量浓度的苦参素作用下,
48 h 组的 rTERT mRNA 表达较 24 h 组减弱(P<
0.05);表明苦参素对 HSC-T6 细胞 rTERT mRNA 表
达的抑制作用呈浓度和时间依赖关系,结果见表 4。






图 1 苦参素对 HSC-T6 细胞 rTERT mRNA 表达的影响
Fig.1 Effect of oxymatrine on rTERT mRNA expression
of HSC-T6 cells
表 4 苦参素对 HSC-T6 细胞 rTERT mRNA 相对表达量的
影响 ( ± = 4x s , n )
Table 4 Effect of oxymatrine on relative expression of
rTERT mRNA in HSC-T6 cells ( ± = 4x s , n )
rTERT mRNA 相对表达量 组别
ρ /
(mg·mL−1) 24 h 48 h
对照 — 84.21±12.33 71.65±10.68
苦参素 2 82.45±15.24 70.36± 9.67#
4 70.62±10.49* 59.87± 5.71*#
8 52.69± 8.34* 42.36± 3.68*#

4 讨论
肝星状细胞(HSCs)数量占肝脏细胞总数的
15%,是肝脏纤维化过程中合成细胞外基质(ECM)
的主要细胞类型。在肝脏受到损伤后肝细胞通过产
生过氧化脂质以及释放一系列细胞因子,包括转化
生长因子-β(TGF-β)、血小板衍生因子(PDGF)
等,导致 HSC 被激活,活化的 HSC(此时称为肌
成纤维样细胞)合成 ECM 增加,并且成分也发生
变化,从以合成 I 型胶原为主变为以合成致密的、
不易降解的 IV 型胶原为主,从而导致 ECM 合成增
加,降解减少,沉积在肝组织中,形成纤维化,甚
至发展为肝硬化[5-9]。本研究显示,苦参素具有抑制
HSC-T6 细胞生长、诱导其凋亡的作用,该作用与
苦参素抗肝纤维化药理作用相符[10]。有研究表明苦
参素可以通过激活肝星状细胞的 NGF/p75 通路,下
调核因子-κB(NF-κB)蛋白表达,上调 Caspase-3
蛋白表达,从而启动肝星状细胞的凋亡。
端粒的长度和端粒酶活性的调节对器官和组
织的衰老、慢性疾病以及肿瘤的发生和进展起了关
键作用。对肝脏而言,端粒的缩短限制了慢性肝病
中肝细胞的再生,最终导致肝再生能力的耗竭和肝
硬化及肝癌的形成。肝纤维化病变过程中,肝细胞
端粒缩短,HSCs 中的端粒却与之相反[11-12]。提示
在肝纤维时 HSCs 端粒酶的活性较强。Schnabl 等[13]
发现激活的 HSCs 转染 hTERT 后,激活的 HSCs 会
永生化,并且持续保持激活的表型。这就表明抑制
HSCs 内端粒酶的活性就很可能抑制 HSCs 的激活
或生长,从而治疗肝纤维化。有研究发现,苦参素
可抑制 TGF-β1刺激的 HSC-T6 细胞内 p38MAPK途
径的激活,明显降低 p38 磷酸化水平;抑制 TGF-β1
刺激的 HSC-T6 细胞内 TβRI、Smad2、Smad3 蛋白
的表达,上调 Smad7 的表达。苦参素可以通过抑制
JAK/STAT 途径的激活,降低炎症因子 TNF-α 和
IL-6 的表达,对抗败血症模型小鼠的肺损伤。在
CCl4 诱导的纤维化大鼠中,苦参素可以抑制 Smad4
的表达,抑制 Kuffer 细胞活化,并抑制旁分泌对肝
星状细胞的刺激[3,14]。本研究发现 HSC-T6 与苦参
素随着培养的浓度的增加,共培养时间的延长,端
粒酶活性的银染条带也逐渐减弱直至消失,HSC-T6
细胞端粒酶活性的抑制与苦参素的作用浓度和时
间有依赖关系,且苦参素对 HSC-T6 细胞 rTERT
mRNA 表达的抑制作用呈浓度和时间依赖关系,提
示苦参素可作为一种有效的 HSC-T6 细胞端粒酶活
性抑制剂,提示苦参素可能通过抑制端粒酶活性及
其亚单位 rTERT mRNA表达并最终诱导HSC-T6细
胞凋亡。
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GAPDH
rTERT
GAPDH
rTERT
24 h
48 h
Marker 对照 2 4 6
苦参素 / (mg·mL−1)
Marker 对照 2 4 6
苦参素 / (mg·mL−1)
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