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Effects of total saponins from Sanguisorba officinalis on promoting hematopoietic cell proliferation

地榆总皂苷促造血细胞增殖效应研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 5 期 2012 年 5 月

• 929 •
• 药理与临床 •
地榆总皂苷促造血细胞增殖效应研究
邹文俊 1,刘 芳 2,吴建明 1,高小平 1*
1. 成都中医药大学,四川 成都 610075
2. 四川大学,四川 成都 610065
摘 要:目的 观察地榆总皂苷对 3 种造血细胞 Baf3/Mpl、UT-7 和 NSF-60 的促增殖效应。方法 分别培养依赖血小板生
成素(TPO)、红细胞生成素(EPO)和粒细胞集落生长因子(G-CSF)生长的 Baf3/Mpl、UT-7 和 NSF-60 细胞,在加或不
加细胞因子条件下,用不同质量浓度地榆总皂苷处理细胞 72 h 后,采用 MTT 法检测 3 种细胞的增殖;采用 RT-PCR 法检测
3 种细胞因子受体表达水平的变化。结果 地榆总皂苷单独处理细胞 72 h,明显促进 Baf3/Mpl 细胞和 NSF-60 细胞增殖,但
不影响 UT-7 细胞生长;在 TPO 和 G-CSF 存在条件下,地榆总皂苷能分别增强两种细胞因子的促细胞增殖作用。此外,地
榆总皂苷能明显增强 Baf3/Mpl 细胞 TPO 受体表达,对 NSF-60 细胞 G-CSF 受体表达没有影响。结论 地榆总皂苷具有单独
或协同细胞因子的促造血细胞增殖作用,其促增殖作用与上调 TPO 受体的表达有关。
关键词:地榆总皂苷;造血细胞;细胞因子;血小板生成素;红细胞生成素
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)05 - 0929 - 05
Effects of total saponins from Sanguisorba officinalis on promoting hematopoietic
cell proliferation
ZOU Wen-jun1, LIU Fang2, WU Jian-ming1, GAO Xiao-ping1
1. Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 610075, China
2. Sichuan University, Chengdu 610065, China
Abstract: Objective To investigate the proliferative effects of total saponins from Sanguisorba officinalis (TSS) on three
hematopoietic cell lines. Methods Three kinds of hematopoietic cells (Baf3/Mpl, UT-7, and NSF-60) expressing cytokines such as
thrombopoietin (TPO), granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), and erythropoietin (EPO), were cultured with or without
cytokines. After 72 h the TSS at different concentration was added, cell proliferation capacity was estimated by MTT, and expression
level of cytokine receptors was measured by RT-PCR. Results TSS promoted the proliferation of Baf3/Mpl and NSF-60 cells but had
no effect on growth of UT-7 cells. With TPO and G-CSF, TSS could enhance the effect of promoting cell proliferation of the two
cytokines, respectively. TSS could increase the expression of TPO receptor in Baf3/Mpl cells, but had no effect on the expression of
G-CSF receptor in NSF-60 cells. Conclusion TSS could promote the proliferation of hematopoietic cells alone or in combination
with cytokines. In Baf3/Mpl cells, the proliferative effect is correlated with the up-regulation of TPO receptor.
Key words: total saponins in Sanguisorba officinalis L. (TSS); hematopoietic cells; cytokines; thrombopoietin (TPO); erythropoietin (EPO)

地榆 Sanguisorba officinalis L. 为蔷薇科地榆
属植物,具有凉血止血、解毒敛疮之功效,可用于
便血、水火烫伤及痈肿疮毒的治疗。现代药理及临
床研究表明,以地榆为原料制备的地榆升白片能显
著升高放、化疗引起的外周血白细胞减少[1-2],使癌
症患者生活质量得到明显改善。地榆的主要化学成
分为鞣质、皂苷以及黄酮类等[3-5],通过用小鼠骨髓
细胞体外筛选有效部位发现,地榆总皂苷具有明显
的促骨髓细胞增殖作用[6]。体内动物实验也证实,地
榆总皂苷不仅能有效升高环磷酰胺诱导的骨髓抑制
小鼠骨髓有核细胞数量,同时对外周血白细胞、红细
胞以及血小板数量也有明显的改善作用[6-8],这些研

收稿日期:2011-10-14
基金项目:国家自然科学基金面上项目(81073159)
作者简介:邹文俊(1966—),女,博士,副教授,研究方向为临床中药学。Tel: 13388165408 E-mail: zouwenjun@vip.163.com
*通讯作者 高小平 Tel: 13708066104 E-mail: gxplww2003@yahoo.com.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 5 期 2012 年 5 月

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究结果均表明地榆具有明显的促造血作用。
造血生成主要受骨髓基质细胞以及多种细胞因
子的调节,其中粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、红
细胞生成素(EPO)以及血小板生成素(TPO)等
发挥了重要功能,如 TPO 通过与其受体相互作用,
刺激巨核细胞增殖与分化,最终成熟并生成血小板;
G-CSF 则主要作用于造血中性粒细胞,促进其增殖
和分化;EPO 则作用于红系祖细胞。地榆总皂苷的
促造血作用是否与细胞因子或其受体有关,以及是
否能促进细胞因子受体表达等均不清楚。因此,本
实验采用 3 种依赖细胞因子生长的造血细胞系,在
加入或缺乏细胞因子的体外培养条件下,观察地榆
总皂苷对造血细胞生长以及对细胞因子受体表达的
影响,为探索地榆总皂苷促造血作用的细胞和分子
机制奠定基础。
1 材料与方法
1.1 地榆总皂苷制备
取干燥地榆(购自成都市五块石药材市场,并
由成都中医药大学贾敏如教授鉴定为地榆
Sanguisorba officinalis L.)粉碎成粗粉,70%乙醇回
流提取,浓缩得醇浸膏,加水混悬,用正丁醇萃取,
浓缩干燥,加入丙酮充分溶解,收集沉淀,采用硅
胶柱色谱分离制备地榆总皂苷[4]。采用比色法测定
总皂苷质量分数为 94.7%,HPLC 法测定地榆皂苷 I
质量分数为 76.3%。使用前用 DMSO 溶解,无菌
PBS 稀释至 1 mg/mL,待用。
1.2 试剂与仪器
RPMI 1640 培养基(Gibco);新生胎牛血清
(HyClone);重组人血小板生成素(rhTPO,Sigma);
重组人红细胞生成素(rhEPO,Sigma);重组人粒
细胞集落刺激因子(rhG-CSF,Cell Signaling);一
步法 RT-PCR 试剂盒(Takara);CO2培养箱(日本
Sanyo 公司);倒置相差显微镜(日本 Olympus 公
司);多功能酶标仪(Perkin Elmer 公司)。
1.3 方法
1.3.1 细胞培养 依赖 TPO、EPO 和 G-CSF 生长
的 Baf3/Mpl、UT-7 和 NSF-60 细胞系均由 Dr. Ji Li
(University of Wyomine)赠送。3 种细胞均采用含
10%胎牛血清的 RPMI 1640 培养基培养,并参照文
献方法[9-11]分别补充加入不同的细胞因子维持细胞
生长,其中 TPO 维持 Baf3/Mpl 细胞生长浓度为 20
pmol/L;G-CSF 维持 NSF-60 细胞生长质量浓度为 10
ng/mL;EPO 维持 UT-7 细胞生长浓度为 1 U/mL。
1.3.2 细胞增殖测定 3 种细胞维持培养在对数生
长期,用无血清培养基洗涤 3 次,悬浮于含 0.5%胎
牛血清的无细胞因子培养基中,次日以适量细胞数
分别接种于 96 孔培养板内,分别设置空白对照组、
地榆总皂苷单独处理组、地榆总皂苷+细胞因子处
理组,细胞因子单独处理组。用无因子、无血清培
养基稀释地榆总皂苷溶液,按照设置浓度加入细胞,
使其终质量浓度分别为 5、10、20、30、40 μg/mL;
细胞因子浓度参照细胞维持生长所需浓度加入。细
胞在 37 ℃条件下连续培养 72 h,均采用常规 MTT
法进行增殖检测。
1.3.3 RT-PCR检测 3种细胞分别接种在 6孔培养
板,分别加入地榆总皂苷溶液(10 μg/mL),37 ℃
条件下继续培养,分别于 24、48、72、96 h 收获细
胞,用 Trizol 试剂提取总 RNA。参照 RT-PCR 试剂
盒扩增细胞内目的基因,各基因引物均由作者设计,
上海基康生物技术有限公司合成,引物序列及产物
片段大小见表 1。扩增条件为逆转录(RT):50 ℃,
30 min;94 ℃,2 min;rhTPOR、rhG-CSFR PCR
扩增条件:94 ℃、15 s,50 ℃、15 s,72 ℃、45 s,
26 个循环;最后延伸:72 ℃、10 min,4 ℃、1 h。
rhEPOR PCR 扩增条件:94 ℃、15 s,55 ℃、15 s,
72 ℃、45 s,28 个循环;最后延伸:72 ℃、10 min,
表 1 基因引物序列及产物片段大小
Table 1 Primer sequences and product size
基因 引物序列 产物片段 / bp 退火温度 / ℃
正向:5’-CTGAGGTACGAACTCCGCTAT-3’ 56.5 rhTPOR 反向:5’-CTGCCATTGACAGGTAACATTC-3’ 420 57.4
正向:5’-AGCCAGTGGGCAGTGAGCAT-3’ 62.7 rhEPOR 反向:5’-GTAGGGGCCATCGGATAAGC-3’ 386 61.1
正向:5’-CCTTACCCACTACACCATCTT-3’ 53.6 rhG-CSFR 反向:5’-GCTTCTTTTCATCCTCCTCC-3’ 443 55.5
正向:5’-ATCCCATCACCATCTTCCAG-3’ 56.7 GAPDH 反向:5’-GAGTCCTTCCACGATACCAA-3’ 308 54.7
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4 ℃、1 h。同时设置内参基因 GAPDH 的扩增,循
环数为 24 个,其余同目的基因扩增。扩增产物进行
1.5%琼脂糖凝胶电泳,紫外灯下观察并拍照,同时
采用半定量方法(目的基因/GAPDH)计算目的基
因表达水平。
1.3.4 统计学方法 实验数据均以 sx ± 表示,数据
分析采用 SPSS 14.0 统计软件包处理,组间均数比
较采用单因素方差分析。
2 结果
2.1 对 Baf3/Mpl 细胞生长的影响
图 1-A显示,在含TPO的培养条件下,Baf3/Mpl
细胞明显依赖 TPO 生长,而同时加入地榆总皂苷
(10 μg/mL)后,Baf3/Mpl 细胞数量增加更为明显,
具有明显的统计学意义。在缺乏 TPO 的培养条件
下,地榆总皂苷单独处理也能刺激 Baf3/Mpl 细胞的
增殖,但其促增殖作用不呈浓度依赖性,且随地榆
总皂苷质量浓度的增加细胞数减少(图 1-B)。
2.2 对 NSF-60 细胞生长的影响
图 2-A 显示,在含 G-CSF 的培养条件下,NSF-60
细胞生长呈现明显的细胞因子依赖性,同时加入地
榆总皂苷(10 μg/mL)后,NSF-60 细胞数量无明显
变化。在缺乏 G-CSF 的培养条件下,地榆总皂苷单
独处理能显著刺激 NSF-60 细胞的增殖,其促增殖
作用呈浓度依赖性(图 2-B)。
2.3 对 UT-7 细胞生长的影响
图 3-A 显示,在含 EPO 的培养条件下,UT-7
细胞生长呈现明显的细胞因子依赖性,同时加入地
榆总皂苷(10 μg/mL)后,UT-7 细胞数量无明显变
化。在缺乏 TPO 的培养条件下,地榆总皂苷单独处
理对 UT-7 细胞的增殖促进作用不明显(图 3-B)。

与对照组比较:*P<0.05 **P<0.01;与 TPO 组比较:##P<0.01
*P<0.05 **P<0.01 vs control group; ##P<0.01 vs TPO group
图 1 地榆总皂苷与 TPO 合用 (A) 与地榆总皂苷单用 (B) 对 Baf3/Mpl 细胞生长的影响 ( 6=± n , sx )
Fig. 1 Effects of TSS combined with TPO (A) and TSS alone (B) on growth of Baf3/Mpl cells ( 6=± n , sx )

与对照组比较:*P<0.05 **P<0.01
*P<0.05 **P<0.01 vs control group
图 2 地榆总皂苷与 G-CSF 合用 (A) 与地榆总皂苷单用 (B) 对 NSF-60 细胞生长的影响 ( 6=± n , sx )
Fig. 2 Effects of TSS combined with G-CSF (A) and TSS alone (B) on growth of NSF-60 cells ( 6=± n , sx )

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
对照 地榆总皂苷 TPO 地榆总皂苷+TPO
A 5
70

0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0 10 20 30 40
地榆总皂苷 / (μg·mL −1)
*
**
** ##
*
**
A B
A 5
70


0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
A 5
70

A 5
70

1.0
0.5
0.0
对照 地榆总皂苷 G-CSF 地榆总皂苷+G-CSF 0 10 20 30 40
**
** **
**
*
** **
**
地榆总皂苷 / (μg·mL−1)
A B
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与对照组比较:**P<0.01
**P<0.01 vs control group
图 3 地榆总皂苷与 EPO 合用 (A) 与地榆总皂苷单用 (B) 对 UT-7 细胞生长的影响 ( 6=± n , sx )
Fig. 3 Effects of TSS combined with EPO (A) or TSS alone (B) on growth of UT-7cells ( 6=± n , sx )
2.4 对细胞因子受体表达水平的影响
在研究地榆总皂苷对造血细胞增殖的基础上,进
一步收集地榆总皂苷处理细胞,采用 RT-PCR 技术,
研究了地榆总皂苷对 3 种细胞因子受体 TPOR、
G-CSFR 和 EPOR 表达水平的影响,结果显示,
Baf3/Mpl 细胞表面的 TPOR 在 mRNA 水平上明显增
加,但地榆总皂苷不影响 NSF-60 细胞和 UT-7 细胞的
G-CSFR 和 EPOR 表达;此外,地榆总皂苷处理
Baf3/Mpl 细胞 48 h 后,TPOR 在 mRNA 水平上达到
最高,随后减弱,96 h 下降至对照水平(图 4)。

图 4 地榆总皂苷对 TPO、EPO 和 G-CSF 受体表达水平的影响 ( 3=± n , sx )
Fig. 4 Effects of TSS on expression levels of TPOR, EPOR, and G-CSFR ( 3=± n , sx )
3 讨论
本实验采用 3 种造血细胞评价了地榆总皂苷的
促造血作用,发现地榆总皂苷能明显促进 TPO 依赖
的 Baf3/Mpl 细胞和 G-CSF 依赖的 NSF-60 细胞增
殖,但对 UT-7 细胞,无论加或不加入 EPO,地榆
总皂苷均无明显的促细胞增殖作用。
在 Baf3/Mpl 细胞,加入 TPO 的培养条件下,
细胞明显依赖因子生长,而同时加入地榆总皂苷后,
细胞数量增加更为明显,显示地榆总皂苷增强 TPO
刺激的 Baf3/Mpl 细胞增殖,表明地榆总皂苷具有促
进 TPO 增强的作用;在缺乏 TPO 的条件下,观察
了地榆总皂苷对 Baf3/Mpl 细胞的作用,发现地榆总
皂苷单独作用也能刺激 Baf3/Mpl 细胞的增殖。在
NSF-60 细胞中,也证实了地榆总皂苷的直接促增殖
作用。地榆总皂苷的直接促细胞增殖作用在两种细
胞中呈现一定差异,在 NSF-60 细胞中地榆总皂苷
呈现浓度依赖性,但在 Baf3/Mpl 细胞中,地榆总皂
苷的作用不呈浓度依赖性,而是随地榆总皂苷质量
浓度增加,Baf3/Mpl 细胞增殖明显减弱。进一步通
过光学显微镜观察发现,高质量浓度的地榆总皂苷
对照 地榆总皂苷 EPO 地榆总皂苷+EPO
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
A 5
70

A 5
70

0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0 10 20 30 40
地榆总皂苷 / (μg·mL−1)
A B
****

TPOR
EPOR
G-CSFR
GAPDH
对照 24 h 48 h 72 h 96 h
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
对照 24 h 48 h 72 h 96 h
TP
O
R
/G
A
PD
H

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促使细胞数量明显下降,但细胞胞体明显增大,
Giemsa 染色显示多核,提示地榆总皂苷可能还具有
促进细胞分化的作用,即与巨核细胞分化有关,但
相关研究尚待确认和鉴定。
Baf3/Mpl 细胞特异表达 TPO 受体,与其配体
相互作用,调节巨核细胞分化和血小板生成。在配
体 TPO 缺乏时,细胞增殖减缓并逐渐死亡,但加入
TPO 可使细胞生长迅速恢复,减少细胞死亡数量。
TPO 作为促造血生长因子,尤其促 Baf3/Mpl 细胞
生长和血小板生成的作用已被充分证实。因此,本
研究结果显示地榆总皂苷促 Baf3/Mpl 细胞增殖,提
示了其潜在的促血小板生成作用,也证实了早期的
动物实验研究结果[8]。地榆总皂苷的促 Baf3/Mpl 细
胞增殖也提示其可能通过如下途径实现促血小板生
成作用:直接作用 TPO 受体或促进 TPO 受体表达,
增强 TPO 与受体的结合。进一步采用了 RT-PCR 技
术检测了 Baf3/Mpl 细胞的 TPO 受体表达水平,结
果发现,地榆总皂苷能显著增加 TPO 受体的 mRNA
表达水平,证实了地榆总皂苷的作用与提高 TPO 受
体表达有关。但地榆总皂苷在无 TPO 的条件下,
Baf3/Mpl 细胞仍能增殖,提示地榆总皂苷可能还存
在其他作用机制,如同某些小分子直接激动受体的
作用[12]。
本研究也检测了 NSF-60 细胞的 G-CSF 受体表
达水平,但未观察到 G-CSF 受体表达水平的变化。
地榆总皂苷促 NSF-60 细胞的增殖可能与受体表达
水平无关,可能存在直接激动受体而发挥促细胞增
殖作用。本研究中,地榆总皂苷对 UT-7 细胞增殖
以及 EPOR 表达水平均无影响,尚不能支持前期的
研究结果[8],但得此结论可能为时过早。地榆总皂
苷可能不通过 EPO/EPOR 途径发挥作用,或通过其
他如 SCF/c-kit 途径促进红系造血,SCF/c-kit 是
EPO/EPOR之外影响红细胞分化及发育的重要途径。
本研究证实了地榆总皂苷的促造血作用,尽管
相关机制还有待进一步阐明,但地榆总皂苷促两种
造血细胞增殖的实验结果提示地榆总皂苷具有多效
性,即可能发挥多种细胞因子作用,值得深入研究。
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