全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月
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小檗碱抑制组织因子活性和静脉血栓形成的实验研究
陈 玲,寇俊萍,余伯阳*
中国药科大学 中药复方研究室,江苏 南京 211198
摘 要:目的 研究小檗碱体内外对抑制组织因子(tissue factor,TF)活性和静脉血栓形成的影响。方法 采用肿瘤坏死因
子-α(TNF-α)活化人单核细胞株 THP-1 细胞模型,应用发色底物法测定 TF 的促凝活性,Western blotting 检测 TF 蛋白表达,
考察小檗碱体外对 TF 的作用;采用下腔静脉结扎致小鼠血栓模型,考察小檗碱体内给药对血浆 TF 活性及血栓形成的影响。
结果 TNF-α(25 ng/mL)作用 5 h 能明显诱导 THP-1 细胞 TF 表达和活性增强,小檗碱(10~1 000 nmol/L)明显抑制 TNF-α
诱导的 TF 蛋白表达和促凝活性的增强,其 IC50约 25.71 nmol/L;阳性药姜黄素 1 000 nmol/L 也具有明显抑制作用。小檗碱
(1、10、100 mg/kg)单次 ig 给药,显著或非常显著降低下腔静脉结扎 6 h 致血栓模型小鼠升高的血浆 TF 促凝活性,并可明
显减少血栓干、湿质量,阳性药华法林钠片 1 mg/kg 也有明显抑制作用。结论 小檗碱体内外给药均显著降低 TF 促凝活性
及其蛋白表达,并可抑制 TF 相关的静脉血栓形成。
关键词:小檗碱;组织因子;THP-1 细胞;肿瘤坏死因子-α;静脉血栓
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)07 - 1389 - 04
Inhibition of berberine on tissue factor activity and venous thrombosis
CHEN Ling, KOU Jun-ping, YU Bo-yang
Department of Complex Prescription of Traditional Chinese Medicine, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, China
Key words: berberine; tissue factor (TF); THP-1 cells; tumor necrosis factor-α (TNF-α); venous thrombosis
组织因子(tissue factor,TF)作为凝血级联反
应的启动因子,是介导血栓形成和炎症反应的关键
蛋白之一,参与深静脉血栓、动脉粥样硬化、肿瘤
转移等多种重大疾病的发生与发展过程,干预 TF
途径已成为防治心血管疾病的一种新治疗策略[1-3]。
小檗碱(berberine)是从黄连等中药中分离出的一
种异喹啉类生物碱,具有抗炎、调血脂、抗肿瘤等
广泛药理活性[4-7],临床用于治疗心脑血管疾病,疗
效确切[8]。本课题组前期研究发现,小檗碱可抑制
脂多糖(LPS)诱导的人外周血单核细胞 TF 促凝活
性的增加[9],鉴于肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的
单核细胞表达TF在心血管疾病中的重要作用[10-11],
本研究拟考察小檗碱对TNF-α诱导的人单核细胞株
THP-1 细胞的 TF 促凝活性及其蛋白表达的影响,
继而观察其对 TF 参与的静脉血栓模型的效应,为
阐释其防治心血管疾病提供新证据。
1 材料
1.1 药物与试剂
小檗碱(质量分数 98%)、姜黄素(质量分数
98%),均为南京青泽医药科技开发有限公司产品;
RPMI 1640 液体培养基(Hyclone 公司),胎牛血清
(澳大利亚 PAA 公司),重组人肿瘤坏死因子-α(美
国 HumanZyme 公司),凝血因子 Xa 发色底物(美
国 Sigma 公司),人凝血酶原复合物(华兰生物工
程股份公司),牛血清白蛋白(BSA,罗氏公司),
TF 单克隆抗体(美国 R&D 公司),GAPDH(上海
康城生物工程有限公司),HRP 标记的山羊抗小鼠
第二抗体(武汉博士德生物工程有限公司),ECL
发光试剂盒(碧云天生物技术研究所),华法林纳片
(芬兰 Orion Corporation),其余试剂均为分析纯。
1.2 细胞
THP-1 细胞(人外周血单核细胞株)购自中国
收稿日期:2010-11-01
基金项目:中国药科大学中央高校基本科研业务费专项资金重点项目(JKZ2009010)
作者简介:陈 玲(1986—),女,江苏淮安人,硕士研究生,研究方向为中药物质基础与活性相关性研究。
Tel: (025)86185157 E-mail: chenling863@gmail.com
*通讯作者 余伯阳 Tel: (025)81685158 E-mail: boyangyu59@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月
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科学院上海细胞生物学研究所。
1.3 动物
雄性 ICR 小鼠,清洁级,体质量 25~30 g,由
扬州大学比较医学中心提供,合格证号:SCXK(苏)
2007-0001。
1.4 仪器
细胞培养箱(德国 Heraeus 公司),超净工作台
(苏州苏净集团安泰公司),Z—323K冷冻离心机(德
国 Hermle 公司),酶标仪 Sunrise(奥地利 Tecan 公
司),电泳仪、凝胶成像仪(美国 Bio-Rad 公司),
电子分析天平(上海 Mettler Toledo 公司)。
2 方法
2.1 体外对 TF 活性的影响
2.1.1 THP-1 细胞培养 THP-1 细胞以含 10%胎牛
血清的 RPMI 1640 培养基(含 50 μmol/L β-巯基乙
醇、2.05 mmol/L 谷氨酰胺、100 U/mL 青霉素、100
μg/mL 链霉素)在 37 ℃、5% CO2 条件下培养。当
细胞密度达到 8×105/mL 时,进行传代培养(离心
法),即以 1 000 r/min,离心 5 min,弃上清,沉淀
用新鲜的 10% RPMI 1640培养基以 2×105/mL的密
度传代接种。
2.1.2 诱导表达 TF 将 THP-1 细胞用 10% RPMI
1640 培养基悬浮,以 1×106/mL 的细胞密度接种于
96 孔培养板(150 μL/孔)或者 6 孔培养板(2 mL/
孔),37 ℃、5% CO2 培养 24 h 后,吸取培养基,
换成无血清 RPMI 1640 培养基,同步化 1 h。实验
分为对照组、模型组、给药组。小檗碱不同浓度(10、
100、1 000 nmol/L)或姜黄素 1 000 nmol/L 作用 1 h,
再加入 TNF-α(25 ng/mL),共同孵育 5 h 后,将 96
孔板内培养基吸去,每孔加无血清 RPMI 1640 培养
液 100 μL,−70 ℃至室温反复冻融 3 次,待测。收
集 6 孔板中的细胞,加入适量细胞裂解液,于冰上
裂解 30 min,4 ℃、12 000 r/min 离心 10 min,取
上清,用 BCA 蛋白测定试剂盒测定,−70 ℃保存
备用。
小檗碱先溶于二甲基亚砜(DMSO)中,配成
100 mmol/L 的高浓度母液,临用前以 RPMI 1640
培养基稀释到所需浓度,DMSO 的最终体积分数均
为 0.1%。
2.1.3 TF活性的测定 吸取45 μL细胞裂解液接种
于 96 孔板中,37 ℃温育 5 min,加入新鲜配制的
人凝血酶原复合物(PPSB)溶液(0.01 g/mL,5 μL/
孔,含有 CaCl2 100 mmol/L),温育 15 min,再加入
新鲜配制的发色底物溶液(0.5 mmol/L,50 μL/孔,
含 100 mmol/L EDTA),温育 3 min,用酶标仪于 405
nm 测定吸光度(A)值[10]。
2.1.4 Western blotting 测定 TF 蛋白表达 总蛋白
40 μg 与样品缓冲液作用,沸水变性 5 min 后,以
12.5% SDS-PAGE 电泳分离蛋白,再以 100 V 恒压
转移至 PVDF 膜;置于含有 3% BSA 的 PBST 溶液
室温封闭 2 h;再分别用相应的鼠抗人 TF 单克隆抗
体(1 800∶ )、GAPDH(1 5∶ 000),4 ℃孵育过夜,
次日用 PBST 洗涤 3 次,10 min/次,采用 HRP 标记
的羊抗鼠 IgG 抗体(1 5∶ 000),室温孵育 2 h,PBST
洗涤 3 次,10 min/次,加入 ECL 显色试剂,置于凝
胶成像系统中拍照保存。
2.2 体内对静脉血栓形成的影响
2.2.1 下腔静脉结扎致小鼠血栓形成模型 雄性
ICR 小鼠 48 只,25~30 g,随机分为 6 组,每组 8
只,分别为对照组(蒸馏水)、模型组(蒸馏水)、
小檗碱(1、10、100 mg/kg)组和阳性对照华法林
钠片(1 mg/kg)组。各组分别单次 ig 给药 1 h 后,
ip 给予 4%水合氯醛溶液(10 mL/kg)麻醉小鼠,
仰卧固定,于腹正中线切开皮肤约 1.5 cm,从腹白
线切开腹膜,分离下腔静脉,于左肾静脉下方用粗
丝线结扎下腔静脉,缝合腹膜,对照组分离下腔静
脉后只穿线不结扎。6 h 后眼眶取血,分离血浆待测;
并重新打开腹腔,在结扎线下方 2 cm 处用止血钳夹
住血管,剪取该段血管,观察有无血栓形成,若已
形成,将血栓取出称湿质量,然后放入烘箱内,60 ℃
干燥 24 h,称血栓干质量。
2.2.2 小鼠血浆 TF 活性的测定 取小鼠血浆,按
“2.1.3”项下方法测定 TF 的活性。
2.3 统计学分析
所有数据采用 sx ± 表示,各组数据比较采用方
差分析。
3 结果
3.1 对 TNF-α 诱导的 THP-1 细胞 TF 促凝活性的
影响
由图 1 可见,TNF-α(25 ng/mL)刺激 THP-1
细胞 5 h 后,能使其促凝活性非常显著地增加;10~
1 000 nmol/L 小檗碱可明显抑制 TNF-α 诱导的
THP-1 细胞 TF 活性,与模型组比较,具有非常显
著差异(P<0.01),小檗碱对 TF 的 IC50 为 25.71
nmol/L;1 000 nmol/L 小檗碱与同浓度姜黄素的抑
制率相当(分别为 93.45%、94.65%)。
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与对照组比较:##P<0.01;与 TNF-α组比较:**P<0.01
##P<0.01 vs control group; **P<0.01 vs TNF-α group
图 1 小檗碱对 TNF-α诱导的 THP-1 细胞 TF 促凝活性的
影响 ( 3=± n , sx )
Fig. 1 Effect of berberine on TF procoagulant activity
in THP-1 cells induced by TNF-α ( 3=± n , sx )
3.2 对 TNF-α 诱导的 THP-1 细胞 TF 蛋白表达的
影响
Western blotting 结果显示(图 2),TNF-α(25
ng/mL)作用 5 h 后能明显增加 THP-1 细胞 TF 蛋白
的表达,当小檗碱(10~1 000 nmol/L)预处理 1 h,
再与 TNF-α(25 ng/mL)共孵育 5 h 后,能明显抑
制 TNF-α诱导的 THP-1 细胞 TF 蛋白的表达,阳性
对照药姜黄素 1 000 nmol/L 也呈明显抑制作用。
图 2 小檗碱对TNF-α诱导的THP-1细胞TF蛋白表达的影响
Fig. 2 Effect of berberine on TF expression
in THP-1 cells induced by TNF-α
3.3 对下腔静脉结扎模型小鼠血栓形成的影响
由图 3 可见,小檗碱 10、100 mg/kg 对小鼠下
腔静脉结扎血栓形成均具有明显的抑制作用,与
模型组比较具有显著或非常显著的差异(P<0.05、
0.01)。阳性药华法林钠片 1 mg/kg 也能明显减少血
栓质量。
3.4 对下腔静脉结扎模型小鼠血浆 TF 活性的影响
由图 4 可见,下腔静脉结扎模型组小鼠血浆 TF
活性明显增强,与对照组比较差异非常显著(P<
0.01);10、100 mg/kg 小檗碱能使升高的 TF 活性明
显下降,高剂量组的抑制率为 95.00%;阳性药华法
林钠片 1 mg/kg 也能使升高的 TF 活性下降,抑制率
为 74.28%。
与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01
*P<0.05 **P<0.01 vs model group
图 3 小檗碱对下腔静脉结扎模型小鼠血栓形成的影响
( 8=± n , sx )
Fig. 3 Effect of berberine on venous thrombosis induced
by IVC ligation in mice ( 8=± n , sx )
与对照组比较:##P<0.01;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01
##P<0.01 vs control group; *P<0.05 **P<0.01 vs model group
图 4 小檗碱对下腔静脉结扎模型小鼠血浆 TF 促凝活性的
影响 ( 8=± n , sx )
Fig. 4 Effect of berberine on plasma TF procoagulant
activity in venous thrombosis induced
by IVC ligation in mice ( 8=± n , sx )
4 讨论
单核细胞是血液循环中影响凝血和止血过程的
主要细胞[11],在正常生理状态下,单核细胞不能引
发血液凝固,但在 TNF-α 等一些炎症介质及 LPS、
佛波酯等刺激下,可诱导单核细胞大量表达 TF,介
导动脉血栓、脓毒血症、肿瘤等多种疾病的病理过
程。干预单核细胞 TF 表达或活性,有利于上述疾
病的防治[12]。
本实验首先采用 TNF-α诱导 THP-1 细胞,考察
了小檗碱体外给药对 TF 的影响。Western blotting
结果显示,正常培养的 THP-1 细胞仅少量表达 TF,
TNF-α 25 ng/mL 刺激 5 h,可明显上调 THP-1 细胞
的 TF 表达;小檗碱 10~1 000 nmol/L 可明显抑制
模型 1 10 100 华法林钠片
小檗碱/(mg·kg–1)
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
血
栓
质
量
/m
g
**
湿质量
干质量
** **
* * *
小檗碱/(nmol·L–1)
对照 TNF-α 10 100 1 000 姜黄素
TF
GAPDH
对照 TNF-α 10 100 1 000 姜黄素
小檗碱/(nmol·L–1)
120
80
40
0
TF
活
性
/%
##
**
**
** **
对照 模型 1 10 100 华法林钠片
小檗碱/(mg·kg–1)
120
80
40
0
TF
活
性
/%
##
*
**
**
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升高的 TF 表达。同时,也明显降低 TF 的促凝活性,
其 IC50约 25.71 nmol/L。与文献报道类似[13],姜黄
素也显示出明显的抑制 TF 活性,证实小檗碱体外
加药具有显著抑制单核细胞表达 TF 作用。
已有研究显示,大鼠下腔静脉结扎可快速诱导
TF 表达增加[14],临床深静脉血栓(DVT)患者单
核细胞和血浆 TF 活性明显升高,二者呈正相关[15],
进一步证实单核细胞诱导的 TF 是诱导 DVT 的重
要发病机制之一[16]。本实验采用下腔静脉结扎致小
鼠血栓模型,考察小檗碱体内给药对 TF 的影响。
结果显示,小檗碱 10、100 mg/kg 单次 ig 给药,可
显著或非常显著降低 DVT 模型小鼠血浆升高的 TF
促凝活性,同时也明显抑制静脉血栓的形成。与已有
研究类似[17],口服抗凝血药华法林钠片也能够显著
降低 TF 活性和血栓质量,证实小檗碱体内给药具
有明显抑制 TF 活性和静脉血栓形成作用。
综上所述,抑制 TF 的表达及活性,可能是小
檗碱防治心血管疾病的作用机制之一,该研究结果
为其临床应用提供新的依据。小檗碱调节 TF 的信
号转导途径值得深入研究。
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