全 文 :黄连解毒汤有效成分对缺氧/复氧时脑微血管
内皮细胞核因子κB的影响
袁拯忠1,朱陵群2,庞 鹤2,单泽松1,王硕仁2,高永红2,牛福玲2
(1.温州医学院 附属第一医院,浙江 温州 325000;
2.北京中医药大学 东直门医院 中医内科学教育部重点实验室,北京 100700)
[摘要] 目的:研究栀子苷、黄芩苷和小檗碱对缺氧/复氧损伤时大鼠脑微血管内皮细胞的保护机制。方法:
建立离体大鼠脑微血管内皮细胞缺氧4h复氧12h损伤模型。用0128,0064,0032μmol·mL-1栀子苷,0028,
0014,0007μmol·mL-1黄芩苷和0024,0012,0006μmol·mL-1小檗碱分别作用于损伤的细胞,采用免疫细胞
化学方法和图象定量分析技术检测核因子κB(NFκB)亚单位 p65的表达,计算平均吸光度和平均面积,比较 NF
κB蛋白表达的变化,计算核移位百分率和细胞核与细胞浆的透光度比值比较NFκB核移位的变化。结果:模型组
NFκB蛋白表达和核移位显著高于正常组(P<001)。所有给药组的平均吸光度值低于模型组,但差异无统计学
意义。所有给药组的平均面积均低于模型组(P<001)。所有给药组的核移位百分率低于模型组且高于正常组
(P<001,P<001)。所有给药组细胞核与细胞浆的透光度比值高于模型组(P<001)。结论:栀子苷、黄芩苷和
小檗碱等黄连解毒汤有效成分能够保护缺氧/复氧损伤的大鼠脑微血管内皮细胞,其保护机制之一是抑制 NFκB
蛋白表达和核移位。
[关键词] 脑微血管内皮细胞;缺氧/复氧;核因子κB;栀子苷;黄芩苷;小檗碱
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)06066005
[收稿日期] 20070512
[基金项目] 国家人事部留学回国人员科技活动基金 (2002
年);教育部科学技术研究重点项目 (03030)
[通讯作者] 王硕仁,Tel:(010)84013196,Email:doctor
wang@sohu.com
中风病错综复杂的临床表现与脑缺血再灌注
损伤后的炎症反应密切相关。核因子κB(nuclear
factorkappaB,NFκB)调控着与炎症反应密切相关
的多种因子和黏附分子的表达。所以 NFκB被认
为是脑缺血再灌注炎症机制的核心调控因素和血管
内皮细胞受损的始动机制之一。本实验采用免疫细
胞化学的方法,原位观察 NFκB亚单位 p65的变
化,探讨黄连解毒汤有效成分栀子苷、黄芩苷和小檗
碱对 NFκB活化、蛋白表达及其核转录的影响,研
究其作用机制。
1 材料
1.1 动物 SD大鼠,雄性,体重60~70g,北京维
通利华公司提供,许可证号SCXK(京)20020003。
1.2 试剂 DMEM培养基(美国Gibco公司)。胎牛
血清(北京元亨圣马生物技术研究所,批号040316)。
明胶、胶原酶Ⅰ、牛血清白蛋白、乙二胺四乙酸 (Sigma
公司)。PBS,Ⅷ因子相关抗原抗体、过氧化物酶标记
的链霉卵白素抗兔染色试剂盒(北京中杉金桥有限公
司)。NFκBp65兔多克隆抗体(美国 Santacruz公
司,北京中杉金桥有限公司代理,SC8008)。
1.3 仪器 MT-2型 OLYMPUS倒置显微镜(日
本)。BX60型 OLYMPUS荧光显微镜(日本)。日
本电子公司 SEM-6000F型电镜(日本)。NAP
CO5410型二氧化碳培养箱(美国)。JJT-1300型
超净工作台(北京)。LD4-2型落地式电子离心机
(北京)。HR-880M型微波炉(山东)。
1.4 药物 栀子苷(批号 110749200309,纯度
99%)、黄芩苷(批号110715200212,纯度99%)、小
檗碱(批号110713200208,纯度99%)均由中国药
品生物制品检定所提供。无水乙醇(国产分析纯)。
小檗碱溶解于无水乙醇,黄芩苷、栀子苷溶解于
DMEM培养基,然后3种单体在缺氧给药时用Krebs
溶液稀释到实验需要的浓度,而在复氧给药时用
DMEM培养基稀释到实验需要的浓度。乙醇浓度
控制在1%以内[1]。
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2 方法
2.1 脑微血管内皮细胞的培养和鉴定[1] 4只
60~70g大鼠,乙醚麻醉后消毒断头取脑。置于含
DHank’s的培养皿中,去除软脑膜和血管。取大脑
皮质用剪刀剪碎后,以玻璃匀浆器进行匀浆。将匀
浆液过100目筛网,收集滤液。过200目筛网,收集
筛网上的微血管组织。将上述含有微血管组织的培
养液吸入离心管中,1500r·min-1室温离心,15
min。弃上清,向沉淀中加入 02%胶原酶Ⅰ +
01%牛血清白蛋白(BSA)5mL消化20min,其间
观察微血管段的消化情况。再用上述条件离心,弃
上清,细胞沉淀用培养基洗2次,加入含内皮细胞生
长因子(ECGs)和30%胎牛血清的完全培养液6mL
重悬,接种在预先以2%明胶包被的培养瓶中进行
原代培养,48h后第1次换液。在原代培养过程中,
将微血管内皮细胞团以外的细胞用机械划除法去除
而纯化细胞。待细胞基本汇合后,以01%胰酶 +
01%乙二胺四乙酸(EDTA)消化20min,传代培养
2周,以 4~5代细胞用于实验。倒置显微镜下观
察:传代培养后观察细胞呈长梭形,汇合状态呈单层
“铺路石”状。Ⅷ因子抗体间接免疫荧光鉴定阳性。
扫描电镜观察到细胞表面有短粗而丰富的微绒毛,
证明是脑微血管内皮细胞。
2.2 建立缺氧/复氧损伤模型[1] 大鼠脑微血管
内皮细胞按1×105个/mL种植于96孔板中,每孔
100μL,第 2天进行造模。以 WandongZhang[2]方
法稍加改进。造模以 PBS洗细胞 2遍,换无糖的
Krebs溶液(mmol·L-1,NaCl119,KCl47,KH2PO4
12,NaHCO325,CaCl225,MgCl21)置于自制的37
℃密闭缺氧罐中,持续通入95% N2+5%CO2,流量
保持在05L·min-1。再复氧时将细胞换无血清的
DMEM培养液置正常培养箱中(空气 +5%CO2)。
缺氧时间为4h,再复氧时间为12h。缺氧/复氧损
伤后,倒置显微镜下可见大量微血管内皮细胞变圆
脱落,漂浮在培养基中,贴壁细胞变形、皱缩呈团簇
状,界限不清,细胞间隙增宽,某些融合部分断裂,较
正常细胞有明显的改变。给药组在缺氧和复氧前加
入不同剂量的栀子苷、黄芩苷和小檗碱。对照组换
用无血清DMEM培养基在正常培养箱中培养16h。
2.3 分组[1] 正常组,模型组,0128,0064,
0032μmol·mL-1栀子苷组,0028,0014,0007
μmol·mL-1黄芩苷组和 0024,0012,0006μmol
·mL-1小檗碱组。
2.4 免疫细胞化学染色 参照北京中杉金桥生物
技术有限公司SP法试剂盒说明书:固定好的细胞玻
片,室温放置30min,加入 PBS洗涤 3min×3次,
3% H2O2去离子水室温避光孵育15min,蒸馏水冲
洗,PBS浸泡 5min,微波修复 30min,PBS洗涤 3
min×3次,滴加封闭血清室温孵育15min,倾去,滴
加1∶100稀释的 NFκBp65兔多克隆抗体,4℃过
夜,PBS洗涤3min×3次,滴加生物素标记的的羊
抗兔IgG,37℃孵育15min,PBS洗涤3min×3次,
滴加辣根酶标记链霉卵白素工作液,37℃孵育15
min,PBS洗涤3min×3次,DAB显色工作液在光镜
下显色5min,自来水充分冲洗,梯度乙醇脱水,二甲
苯透明,中性树脂封片。
2.5 图象分析 在 BX60型 OLYMPUS显微镜下,
选择20×物镜,利用SPOTⅡ diagnosticinstruments.
Inc软件成相,用 MetaMorphUniversalimagingcor
poration软件进行图象分析:阳性细胞(细胞胞核和
胞浆着色的细胞为阳性细胞)表达的平均面积和平
均吸光度(A);计算核移位百分率(细胞核着色的细
胞在所有细胞中所占的百分数);计算细胞核与细
胞浆的透光度比值。
2.6 统计学处理 实验数据以 珋x±s表示,SPSS
100统计软件进行数据统计和方差分析检验。
3 结果
3.1 细胞形态学观察 倒置显微镜下可见:加药各
组细胞与模型组比较,仅见少量细胞变圆、脱落,漂
浮在培养基中,细胞间隙稍增宽。贴壁细胞的形态
与正常细胞基本保持相似,但是每种药物的不同浓
度组间细胞形态差异不明显。见图1。
3.2 不同剂量药物对脑微血管内皮细胞 NFκB
p65蛋白表达的影响 细胞形态学观察:各组细胞
胞浆均可见棕黄色颗粒。模型组大部分细胞胞核颜
色深染,有些胞核颜色深于胞浆。正常组细胞胞核
几乎没有染色。各给药组只有小部分细胞胞核深
染,大部分细胞胞核无着色。
模型组的A值显著高于正常组,差异有统计学
意义(P<001)。各给药组的 A值与模型组相比,
有下降的趋势而差异无统计学意义。各给药组的A
值较正常组显著升高,差异有统计学意义(P<
001)。模型组的平均面积显著高于正常组,差异
有统计学意义(P<001)。与模型组相比,各给药
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图1 各组细胞的形态学观察(×100)
A.模型组;B.正常组;C.栀子苷0128μmol·mL-1组;D.栀子苷0064μmol·mL-1组;E.栀子苷0032μmol·mL-1组;
F.黄芩苷0028μmol·mL-1组;G.黄芩苷0014μmol·mL-1组;H.黄芩苷0007μmol·mL-1组;I.小檗碱0024μmol·mL-1组;
J.小檗碱0012μmol·mL-1组;K.小檗碱0006μmol·mL-1组
组的平均面积均低,且有统计学意义(P<005,P<
001)。除0007μmol·mL-1黄芩苷组的平均面积
高于正常组且差异有统计学意义(P<005)外,其
余各给药组与正常组无显著差异。见表1。
表1 不同剂量药物对脑微血管内皮细胞NFκBp65
蛋白表达的影响(珋x±s,n=12)
分组
剂量
/μmol·mL-1
A
平均面积
/μm2
模型 - 0077±0005 0409±0061
正常 - 0068±00012) 0208±00732)
栀子苷 0128 0072±00014) 0204±00632)
0064 0071±00014) 0227±00432)
0032 0074±00024) 0222±00522)
黄芩苷 0028 0073±00014) 0210±00422)
0014 0076±00014) 0302±00571)
0007 0076±00014) 0319±00511,3)
小檗碱 0024 0073±00024) 0283±00352)
0012 0075±00024) 0280±00432)
0006 0073±00014) 0237±00372)
注:与模型组比1)P<005,2)P<001;与正常组比3)P<
005,4)P<001
3.3 不同剂量药物对脑微血管内皮细胞 NFκB核
移位的影响 模型组核移位百分率显著高于正常组
和各个给药组(P<001),而各给药组的核移位百
分率也都高于正常组(P<001)。细胞核与细胞浆
的吸光度(A)的比值是模型组最低,正常组和各给
药组与之相比均升高,差异有统计学意义(P<
001),而各给药组和正常组之间无显著差异。见
表2。
表2 不同剂量药物对脑微血管内皮细胞NFκB核
移位的影响(珋x±s,n=12)
分组
剂量
/μmol·mL-1
核移位
/%
A
模型 - 0817±0062 0971±0019
正常 - 0059±00311) 1018±00201)
栀子苷 0128 0162±00161,2) 1028±00141)
0064 0146±00231,2) 1024±00151)
0032 0141±00121,2) 1026±00181)
黄芩苷 0028 0169±00201,2) 1028±00101)
0014 0149±00131,2) 1024±00131)
0007 0142±00171,2) 1030±00181)
小檗碱 0024 0132±00191,2) 1030±00121)
0012 0152±00221,2) 1028±00231)
0006 0160±00251,2) 1023±00241)
注:与模型组比1)P<001;与正常组比2)P<001
4 讨论
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NFκB是由2种 Rel家族蛋白构成的二聚体,
Rel家族成员包括p50,p65,RelB,CRel及 p52,这些
蛋白质均具有能与 DNA结合的特性[3]。NFκB二
聚体中,p65含有反式激活区,在启动基因中起主要
作用[4],并且在细胞中最普遍,表达最丰富。当细
胞受到缺血再灌注等多种外界信号刺激时 NFκB
开始激活。NFκB在活化并移位后才可以高效诱导
多种细胞因子、黏附分子和趋化因子等的表达,同时
对参与炎症反应放大与延续(即级联瀑布效应)的
多种酶的基因表达也具有重要的调控作用[5]。脑
缺血再灌注损伤后,NFκB活化和核转录[6],致使多
种黏附分子表达增加[7],白细胞在黏附分子的介导
下引发炎症级联反应。研究发现,包括 ICAM1和
VCAM1在内的多种黏附分子的基因中均含有转录
因子NFκB的连接部位,并通过NFκB调节基因表
达[8]。
本研究结果表明,正常大鼠脑微血管内皮细胞
NFκB表达较弱,主要位于细胞浆,只有极少部分转
位至细胞核,免疫细胞化学的方法“原位”显示了生
理情况下内皮细胞NFκB低表达、低活化和低活性
的“三低”状态。这种“三低”状态可能是 NFκB维
持其正常生理功能,调控体内多个靶基因的表达,参
与众多生理过程所必需的。但是在缺氧/复氧损伤
后NFκB蛋白表达明显升高,这与相关研究的结果
一致[911]。适当浓度的栀子苷、黄芩苷和小檗碱不
但可以明显抑制 NFκB活化后蛋白的高表达而且
能明显抑制NFκB移位到胞核中,从而抑制核转录
过程。这一结果提示:栀子苷、黄芩苷和小檗碱等黄
连解毒汤有效成分保护脑微血管内皮细胞的机制与
抑制NFκB活化、蛋白表达和核转录的一系列过程
有关。
[参考文献]
[1] 袁拯忠,朱陵群,庞 鹤,等.黄连解毒汤有效成分对缺氧/复
氧时脑微血管内皮细胞的保护作用[J].中国中药杂志,
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[2] ZhangWD,SmithCatherine,ShapiroAnthony,etal.Increased
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larendothelialcelsandastrocytessubjectedtosimulatedische
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[3] ChenF,CastranovaV,ShiX.Newinsightsintotheroleofnu
clearfactorκBincelgrowthregulation[J].AmJPathol,2001,
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[4] SchmitzML,BaeuerlePA.Thep65subunitisresponsiblefor
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[5] GoebelerM,GilitzerR,KilianK,etal.Multiplesignalingpath
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cytechemoatractantproteirlgeneinprimaryendothelialcel
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[6] 田 晔,万 琪,刘勇红,等.核因子κB在原代神经细胞缺血
再灌注的表达[J].第四军医大学学报,2003,24(7):597.
[7] StephensonD,YinT,SmalstigEB,etal.Transcriptionfactor
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[8] KimCD,KimYK,LeeSH,etal.Rebamipideinhibitsneutro
philadhesiontohypoxia/reoxygenationstimulatedendothelial
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[9] BertiR,WiliamsAJ,MofetJR,etal.Quantitativerealtime
RTPCRanalysisofinflammatorygeneexpressionassociatedwith
ischemiareperfusionbraininjury[J].JCerebBloodFlow
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[10] ShenW,ZhangC,ZhangG.NuclearfactorkappaBactivationis
mediatedbyNMDAandnonNMDAreceptorandLtypevoltage
gatedCa2+channelfolowingsevereglobalischemiainrathippo
campus[J].BrainRes,2002,933(1):23.
[11] SantizoRA,AndersonS,YeS,etal.Efectsofestrogenon
leukocyteadhesionaftertransientforebrainischemia[J].Stroke,
2000,31(9):2231.
EfectofefectivecomponentsofHuanglianJiedudecoctingonNFκB
inculturedratcerebralmicrovascularendothelialcelsinjuryinduced
byhypoxiaandreoxygenation
YUANZhengzhong1,ZHULingqun2,PANGHe2,SHANZesong1,WANGShuoren2,GAOYonghong2,NIUFuling2
(1.TheFirstAfiliatedHospitalofWenzhouMedicalColege,Wenzhou325000,China;
2.TheKeyLaboratoryofChineseInternalMedicineofMinistryofEducation,DongzhimengHospital,
BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100700,China)
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[Abstract] Objective:Toinvestigatetheprotectivemechanismofgeniposide,baicalinandberberineonhypoxiaandreoxygen
ationinjuryinculturedratcerebralmicrovascularendothelialcels.Method:Toestablishamodelofhypoxiafourhoursandreoxygen
ationtwelvehoursinjuryinratcerebralmicrovascularendothelialcelsinvitro.Theinjuredcelsweretreatedwithgeniposide(0128,
0064,0032μmol·mL-1),baicalin(0028,0014,0007μmol·mL-1)andberberine(0024,0012,0006μmol·
mL-1).Theexpressionofp65subunitofNFκBwasdetectedbyimmunocytochemicalassayandtechniquesofimagequantitativeanal
ysis.TheproteinexpressionofNFκBwascalculatedwiththemeanopticaldensityandmeanarea.ThenucleartranslocationofNFκB
wascalculatedwiththepercentageofpositivecelsandratiosoflighttransmitanceofcytoplasmandcelnucleus.Result:Compared
withthenormalgroup,boththeproteinexpressionandthenucleartranslocationofNFκBofmodelgroupweresignificantincreased
(P<001).Comparedwiththemodelgroup,themeanopticaldensityofaltreatedgroupswasdecreased,butthesewasnosignifi
cantdiferencebetweenthem.Ascomparedwithmodelgroup,themeanareaofaltreatedgroupswassignificantdecreased(P<
001).Thepercentageofnucleartranslocationofaltreatedgroupsisnotonlylowerthanthatofthemodelgroupbuthigherthanthat
ofthenormalgroup(P<001).Comparedwiththemodelgroup,theratiosoflighttransmitanceofcytoplasmandcelnucleusofal
treatedgroupswassignificantlyelevated(P<001).Conclusion:Theresultssuggesedthatgeniposide,baicalinandberberinecould
protecthypoxia/reoxygenationinjuriedratcerebralmicrovascularendothelialcelsinjury.Oneofthemechanismmaylieininhibiting
boththeproteinexpressionandthenucleartranslocationofNFκB.
[Keywords] cerebralmicrovascularendothelialcel;hypoxia/reoxygenation;nuclearfactorkappaB;geniposide;baicalin;
berberine
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20070610
[基金项目] 国家科技支撑计划项目(2006BAIO6A2009)
[通讯作者] 姚新生,Tel:(020)85225849,Email:yaoxinsheng@vip.tom.com;栗原博,Tel:(020)85221352,Email:hiroshi_kurihara@
163.com.
广东凉茶颗粒对拘束负荷诱发小鼠应激性
肝损伤的保护作用
宝 丽1,姚新生1,2,何蓉蓉1,栗原博2
(1.沈阳药科大学 中药学院,辽宁 沈阳 110016;
2.暨南大学 中药及天然药物研究所,广东 广州 510632)
[摘要] 目的:研究广东凉茶颗粒对拘束负荷诱发小鼠应激性肝损伤的保护作用。方法:将实验小鼠随机分
成正常对照组、拘束模型组、维生素C250mg·kg-1给药组、广东凉茶颗粒500,250mg·kg-1给药组。18h拘束负
荷后诱发小鼠应激性肝损伤,分别用赖氏法测定小鼠血浆丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性,硫代巴比妥酸法测定肝
组织和血浆丙二醛(MDA)水平,HPLC法测定谷胱甘肽(GSH)含量,比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)活
性、谷胱甘肽S转移酶(GST)活性,Griess化学法测定一氧化氮(NO)水平和荧光酶标仪测定抗氧化能力指数
(ORAC)。结果:与拘束负荷模型组相比,广东凉茶颗粒可以明显降低因拘束负荷引起的小鼠血浆 ALT活性
(9275±191vs3929±256,3269±146)U·L-1,保护拘束负荷诱发的应激性肝损伤。此外,广东凉茶颗粒有
效地提高应激小鼠肝组织中ORAC指数、GSH含量、GSHPX及GST活性,降低MDA和 NO水平。结论:广东凉茶
颗粒对拘束负荷诱发小鼠应激性肝损伤具有一定的保护作用,其作用机制可能部分来自于减少拘束负荷小鼠氧化
应激水平和改善组织脂质过氧化过程。
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