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Effect of Capparis spinosaon fibroblast proliferation and type Ⅰ collagen production in progressive systemic sclerosis

槌果藤对进行性系统性硬化症患者成纤维细胞增殖和Ⅰ型胶原产生的影响



全 文 :槌果藤对进行性系统性硬化症患者成
纤维细胞增殖和Ⅰ型胶原产生的影响
曹越兰,李 欣,郑 敏
(浙江大学 医学院 附属第二医院,浙江 杭州 310009)
[摘要] 目的:探讨槌果藤乙醇提取物对进行性系统性硬化症(PSS)患者及正常人成纤维细胞增殖、Ⅰ型胶
原产生的影响。方法:MTT比色法观察槌果藤提取物对成纤维细胞增殖活性的影响及其抗氧化作用,流式细胞仪
检测提取物对细胞凋亡的影响,RTPCR及Westernblot检测提取物对PSS患者Ⅰ型胶原mRNA表达及蛋白合成的
影响。结果:槌果藤提取物可抑制PSS患者成纤维细胞的增殖、Ⅰ型胶原mRNA表达及蛋白合成,呈剂量和时间依
赖性,但无细胞毒性或诱导凋亡作用。该提取物对正常人成纤维细胞的增殖及胶原合成无影响,对过氧化氢造成
的成纤维细胞损伤有一定保护作用。结论:槌果藤乙醇提取物可抑制 PSS患者成纤维细胞增殖及Ⅰ型胶原的合
成,并有抗氧化作用。
[关键词] 进行性系统性硬化症;槌果藤
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)05056004
[收稿日期] 20071010
[基金项目] 浙江省科技厅基金项目(2004C30057);浙江省中
医药管理局基金项目(B2005C183)
[通讯作者] 曹越兰,Tel:(0571)87783743,Email:CYL123321
@sohucom
  槌果藤 CapparisspinosaL为白花菜科山柑仔
属植物,又称刺山柑,具祛风除湿、止瘀消肿、止痛活
血等功效,主要成分有挥发油类、吲哚类、类黄酮类
等[1]。药理学研究表明,槌果藤具有抗菌[2]、抗
炎[3]、抗氧化[4,5]、保肝[6]、降血脂血糖[7,8]等作用。
其鲜果外敷常用于风湿性关节炎、痛风的治疗。
1997年李凡等首次报道用槌果藤鲜果泥膏外敷治
疗局限性硬皮病,疗效显著[9],但未见有关药理学
及作用机制方面的研究报道。进行性系统性硬化症
(PSS)的主要特征是成纤维细胞合成细胞外基质
(ECM)异常增多,导致真皮及内脏器官纤维化和硬
化、功能障碍,其中Ⅰ型胶原是真皮纤维化时 ECM
的主要成分。本研究通过体外实验观察槌果藤乙醇
提取物对正常人及PSS患者成纤维细胞增殖、Ⅰ型
胶原产生的影响,为该药的临床应用提供参考。
1 材料和方法
11 主要试剂 高糖 DMEM培养基、025%胰酶
(Gibco公司),胎牛血清(杭州四季青生物制品公
司),四甲基偶氮唑盐(MTT)(Sigma公司)Trizol(In
vitrogen公司),逆转录试剂盒及 Taq酶(promega公
司),α2(Ⅰ)胶原、βactin引物(上海生工生物工程
技术服务有限公司),羊抗人Ⅰ型胶原多克隆抗体
(Santcruz公司),辣根过氧化物酶标记兔抗羊 IgG
二抗(Jackson公司),PVDF膜(Milipore公司),化
学发光自显影液(ECL)(Amershan公司),BCA蛋白
定量试剂盒(Sigma公司)。
12 供试品的制备 称取370g槌果藤干果切成
小片,加95%乙醇于70℃水浴中加热回流1h,倾
出煎煮液备用,重复2次,将2次煎煮液合并,于旋
转蒸发仪上进行真空浓缩至固态,得提取物3795
g,用二甲基亚砜(DMSO)溶解成1mg·mL-1,022
μm滤器过滤灭菌,-20℃保存备用。
13 原代成纤维细胞培养 3株 PSS患者成纤维
细胞分别取自3例病程短于2年的PSS患者新发皮
损的活动性边缘,3株正常对照的成纤维细胞取自3
位年龄、性别、取材部位与PSS患者匹配的正常人皮
肤。原代培养采用组织块贴壁法[10]。用含10%胎
牛血清的DMEM培养液在37℃,5% CO2孵育箱内
培养,待90%融合后用025%胰酶进行传代,3~6
代细胞用于实验。细胞在药物处理前均予无血清培
养基同步化处理24h。
14 槌果藤提取物对成纤维细胞增殖活性影响 
待培养瓶中细胞接近90%融合时,用025%胰酶消
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ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
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化,收集细胞悬液,调至细胞为1×104个/mL,接种
于96孔板内,01mL/孔,同步化处理后,更换含槌
果藤提取物的培养基,根据预试验结果,终浓度设为
0,10,50,100μg·mL-1,每个浓度设6个复孔,培养
72h后,每孔加入10μL5mg·mL-1MTT,继续孵
育4h,弃培养基,每孔加100μLDMSO待紫色结晶
充分溶解,混匀后于酶标仪 570nm处测得吸光度
(A),抑制率(%)=(A对照 -A用药)/A对照 ×100%,实
验重复3遍。
15 流式细胞仪检测槌果藤提取物对 PSS成纤维
细胞凋亡的影响 取融合度约80%的 PSS患者成
纤维细胞,用含槌果藤提取物0,100μg·mL-1的培
养基培养24h后,胰酶消化,用PBS洗2次,每次离
心500r·min-1,5min。加入100μLBindingBufer
和FITC标记的20μg·mL-1AnnexinV10μL,室温
避光30min,加入50μg·mL-1PI5μL,避光反应5
min,加入 400μLBindingBufer,上流式细胞仪检
测。同时以不加 AnnexinVFITC及 PI的一管为阴
性对照。
16 槌果藤提取物对成纤维细胞Ⅰ型胶原 mRNA
表达的影响 PSS患者及正常人成纤维细胞均以1
×105个/mL×10mL接种于10cm培养皿中,待细
胞融合时,用含槌果藤提取物100μg·mL-1的培养
基培养6,12,24,48h,每个时间点设含01% DM
SO的培养基孵育的细胞为空白对照。用 Trizol、氯
仿、异丙醇抽提细胞总RNA,取2μgRNA作为模板
按试剂盒说明进行逆转录得 DNA模板,PCR扩增,
PCR反应体系50μL,Ⅰ型胶原产物序列设计参照
文献[11],上游引物 5′TCCAAAGGAGAGAGCGG
TAA3′,下游引物5′GACCAGGGAGACCAAACTCA
3′。扩增参数:95℃变性45s,56℃退火45s,72℃
延伸 45s,30个循环。βactin上游引物 5′CTA
GAAGCATTTGCGGTGGA3′,下游引物 5′ATGGAT
GATGATATCGCCGC3′。扩增参数:95℃变性20s,
56℃退火20s,72℃延伸1min,25个循环。18%
琼脂糖凝胶电泳后经凝胶成像系统分析灰度值,以
Ⅰ型胶原与 βactin灰度值的比值表示Ⅰ型胶原的
相对表达量。实验重复3遍。
17 槌果藤提取物对成纤维细胞Ⅰ型胶原蛋白合
成的影响 将细胞按1×105个/mL×10mL接种于
10cm培养皿中,用含槌果藤提取物 0,10,50,100
μg·mL-1的培养基培养72h,收集、裂解细胞,提取
细胞蛋白,BCA蛋白定量。每样本取20μg蛋白,行
8%SDSPAGE胶电泳,恒流 250mA转 PVDF膜 2
h,5%脱脂奶粉封闭2h,加1∶800羊抗人Ⅰ型胶原
抗体4℃过夜,TBST洗涤3次,HRP标记兔抗羊二
抗 1∶1000室温孵育2h,TBST洗涤3次,加 ECL5
min,曝光,洗片。同时测定 βactin,结果以胶原与
βactin灰度值的比值表示。实验重复3遍。
18 槌果藤提取物的抗氧化作用研究 将5×104
个/mL的正常人成纤维细胞接种于96孔板内,01
mL/孔,用槌果藤提取物浓度分别为 0,10,50,100
μg·mL-1的培养基培养72h后,每孔加入6mmol
·L-1过氧化氢,孵育1h,用上述 MTT比色法测得
吸光度A。每个浓度设6个复孔。实验重复3遍。
19 统计学分析 使用 SPSS130统计学软件包
进行数据处理及分析,结果以 珋x±s表示,采用
OnewayANOVA检验组间差异,P<005有统计学
意义。
2 结果
21 槌果藤提取物对成纤维细胞增殖活性的影响
 用MTT比色法测定细胞增殖活性,结果发现,槌
果藤提取物作用72h对体外培养的正常人成纤维
细胞的增殖无影响,浓度10μg·mL-1起可显著抑
制PSS患者成纤维细胞的增殖,以100μg·mL-1的
抑制作用最明显。10,50,100μg·mL-1的抑制率
分别为153%,261%,330%(P<001)。在倒置
显微镜下观察加药后的成纤维细胞胞体饱满,呈梭
形,见多个细长突起,平行极性排列,呈漩涡状走向,
与未加药的细胞形态无明显差异(图1)。
图1 槌果藤提取物对PSS患者细胞形态的影响
A未加药;B100μg·mL-1槌果藤提取物
22 流式细胞仪细胞凋亡检测 AnnexinVFITC/
PI染色经流式细胞仪检测发现,槌果藤提取物100
μg·mL-1作用24h后细胞凋亡率为131%,未加
药处理细胞凋亡率为229%,两者无显著性差异。
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23 槌果藤提取物对成纤维细胞Ⅰ型胶原 mRNA
表达的影响 观察槌果藤提取物100μg·mL-1在
不同时间点对成纤维细胞Ⅰ型胶原 mRNA的抑制
作用,发现该提取物对正常人成纤维细胞的Ⅰ型胶
原mRNA表达无影响,加药12h起可抑制PSS患者
成纤维细胞的Ⅰ型胶原 mRNA表达,并呈时间依赖
性,加药 12,24,48h的抑制率分别为 275%,
371%,482%(P<001)(图2)。
图2 槌果藤提取物对正常人及PSS患者
Ⅰ型胶原mRNA的影响
24 槌果藤提取物对成纤维细胞Ⅰ型胶原蛋白含
量的影响 槌果藤提取物作用72h对正常成纤维
细胞Ⅰ型胶原蛋白合成无抑制作用,从 10μg·
mL-1起可显著抑制 PSS患者成纤维细胞的Ⅰ型胶
原蛋白合成,并呈浓度依赖性,加药10,50,100μg
·mL-1的抑制率分别为 175%,382%,463%
(P<001)(图3)。
图3 槌果藤提取物对成纤维细胞胶原蛋白含量的影响
25 槌果藤提取物的抗氧化作用 6mmol·L-1过
氧化氢作用于正常人成纤维细胞1h后细胞大部分
变圆、漂起死亡,而用槌果藤提取物预处理72h后
可显著减少过氧化氢对成纤维细胞的损伤,10μg·
mL-1起即有保护作用,以100μg·mL-1的保护作用
最明显,与未加药相比,加药10,50,100μg·mL-1
细胞增殖活性分别增加 20%,388%,447%(图
4)。
3 讨论
PSS患者组织器官大量的胶原堆积主要与患者
成纤维细胞胶原基因的高表达、合成过多以及细胞
外降解减少有关。将患者成纤维细胞体外培养至第
  
图4 槌果藤提取物的抗氧化作用
15代,其胶原合成量仍高于正常人,因而探讨药物
对PSS患者成纤维细胞胶原合成的影响,是研究治
疗PSS药理机制的关键之一。本实验选用槌果藤乙
醇提取物进行研究,观察该提取物对正常人及 PSS
患者成纤维细胞增殖、Ⅰ型胶原产生的影响,结果发
现槌果藤提取物能直接抑制PSS患者成纤维细胞的
增殖,但对正常人成纤维细胞的生长活性无影响,细
胞形态学观察、台盼蓝染色发现用该提取物处理后
的正常人及PSS患者的成纤维细胞与未处理的细胞
形态无差异,死亡细胞无明显增多,流式细胞仪检测
该提取物处理后的凋亡细胞无明显增多,提示槌果
藤提取物对PSS患者成纤维细胞的增殖抑制作用并
不是通过诱导凋亡或细胞毒作用实现的。
RTPCR,Westernblot结果表明槌果藤提取物
能显著抑制Ⅰ型胶原 mRNA的表达及蛋白合成,即
从基因转录及翻译水平抑制胶原产生,从而发挥其
抗纤维化作用,并呈一定的时效、量效关系,最高
抑制质量浓度为100μg·mL-1,100μg·mL-1以上
达到平台期。PSS患者成纤维细胞产生过氧化氢,
氧自由基及细胞内活性氧(ROS)水平明显增高,
ROS的增高与PSS患者成纤维细胞增殖、胶原基因
高表达有密切关系[12]。过高的 ROS导致 PSS患者
成纤维细胞DNA损伤、衰老加速、应激时易凋亡,同
时刺激胶原基因的转录。过氧化氢可显著增加正常
人成纤维细胞的Ⅰ型胶原 mRNA表达,抗氧化剂可
抑制胶原的合成[13]。文献报道槌果藤甲醇提取物
(LECS)有明显的抗氧化作用[4,5],PanicoAM在关
节炎体外模型中发现 LECS对 IL1刺激的 ROS产
生有直接抑制作用[3]。
本研究发现槌果藤提取物可明显抑制过氧化氢
对成纤维细胞的损伤,因此推测槌果藤提取物的抗
氧化作用是其抑制PSS患者成纤维细胞增殖、Ⅰ型
胶原合成的机制之一,是否尚有其他机制如抑制与
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