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Effects of Siwu tang on serum protein of blood deficiency using proteomic technique

四物汤对血虚证患者血清蛋白质的影响



全 文 :四物汤对血虚证患者血清蛋白质的影响
杨明会1,马增春2,窦永起1,呼 健1,王宇光2,谭洪玲2,
肖成荣2,高 月2
(1.解放军总医院 中医研究所,北京 100853;2.军事医学科学院 放射医学研究所,北京 100850)
[摘要] 目的:用蛋白质组学技术考察四物汤对血虚证患者血清蛋白的影响,在分子水平上探讨四物汤治疗
血虚证的作用机制。方法:收集正常、血虚证患者和四物汤用药患者的血清,用二向电泳、图像分析、质谱鉴定等蛋
白质组学技术测定四物汤对血虚证患者血清中有影响的蛋白质。结果:蛋白质组学研究发现,血虚证患者血清与
正常相比有15个蛋白质的水平发生改变,其中有11个上调和4个下调,四物汤可使这些改变的蛋白质水平有所恢
复。胶内酶切提取蛋白进行质谱鉴定,其中血虚证患者血清与正常相比升高的蛋白质有结合珠蛋白,聚集素,补体
C4B,GTP结合蛋白2,与正常相比降低的蛋白质有转甲状腺素蛋白,血红蛋白β。血虚证患者服用四物汤后可降低
结合珠蛋白,聚集素,补体C4B,GTP结合蛋白2,升高转甲状腺素蛋白,血红蛋白 β。结论:四物汤可以通过增强免
疫,减轻基因损伤,增加血红蛋白等途径治疗血虚证。
[关键词] 四物汤;蛋白质组;血虚证
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)04042004
[收稿日期] 20070315
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30730112)
[通讯作者] 高月,Tel:(010)66931312,Email:gaoyue@nic.
bmi.ac.cn
  四物汤是临床常用的经典补血名方[1],药理研究
表明四物汤通过调节外周血各血液成分、骨髓造血
干/祖细胞、骨髓和脾细胞凋亡、细胞周期等途径促进
造血[26]。采用射线照射、环磷酰胺腹腔注射或综合
放血法建立血虚证小鼠模型,在组织、细胞和血清等
水平分析确定血虚证的证相关蛋白质群包括造血细
胞增殖、分化和迁移相关蛋白,细胞周期和凋亡相关
蛋白,DNA损伤修复蛋白和氧化损伤相关蛋白,四物
汤治疗给药可以多靶点作用使紊乱的证相关蛋白质
网络群恢复平衡[710]。四物汤在整体动物实验水平
上已进行了详细研究,但四物汤对血虚证患者血清蛋
白的影响尚未见文献报道,本研究旨在用蛋白质组技
术考察四物汤对血虚证患者血清蛋白的影响,在分子
水平上探讨四物汤治疗血虚证的作用机制。
1 材料
1.1 药物 四物汤由熟地黄 RadixRehmanniae,当
归RadixAngelicaeSinensis,白芍 RadixPaeoniaeAl
ba,川芎RhizomaChuanxiong组成,全部药物购自北
京同仁堂中药厂,经本所马百平教授鉴定。按《太
平惠民和剂局方》规定的剂量称取组成,熟地黄15
g,当归10g,白芍10g,川芎6g,每天1剂,由本院
中药制剂室按标准制作规程制备。
1.2 主要试剂与仪器 CHAPS,pharmalyte310,
IPG缓冲液、丙烯酰胺(acrylamide),甲叉双丙烯酰
胺(methylenebisacrylamide)等双向电泳试剂均购自
Amershampharmacia公司。标准牛血清白蛋白购自
Pierce公司。考马斯亮蓝 R250、考马斯亮蓝 G250
购自AMRESCO公司。Amershampharmacia公司蛋
白质学研究配套仪器:IPGphor等电聚焦仪,Etan
DALTsix二向垂直电泳仪,MultiTempⅢ 温控循环
水浴,ImageScanner扫描仪,Imagemaster2DElite图
像分析软件。分光光度计 DU640来自美国 Beck
mencoulter。
2 方法
2.1 临床辨证和血清样品收集 按《中医虚证参
考标准》中关于血虚证的诊断确诊血虚证:①面色
苍白,②起立时眼前昏暗,③唇舌色淡,④脉细,以上
4项具备3项者为血虚证[11]。放化疗病人辨证属
于血虚证患者服用四物汤,每天1剂,连续14d,收
集正常人、血虚证患者和服用四物汤患者的血液,每
组收集8人份。每份取03mL血液,4℃放置30
min后,离心(3000×g,15min),取上清液转移至
Ep管,离心(7500×g,30min),取上清,从8份血
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清样品中各吸取100μL血清合并,得到正常、患者
和用药组血清样品。
2.2 蛋白质含量测定 将蛋白质定量标准梯度稀释
后用考马斯亮蓝G250染色,波长595nm测定吸收
度,做标准曲线,样品稀释100倍测定蛋白质浓度。
2.3 二向电泳 二向电泳步骤参考文献[12],第
一向等电聚焦采用450μL体系,当聚焦到8万 Vhr
时停止,经两步平衡后,进行SDSPAGE电泳。
2.4 考马斯亮蓝染色 考马斯亮蓝染色液(01%
考马斯亮蓝、50%甲醇、10%冰醋酸)染色6h,考
马斯亮蓝脱色液(25%乙醇、8%冰醋酸)脱色12h。
2.5 差异蛋白质从凝胶的酶切与提取 选取 2D
胶上存在明显差异的蛋白质点,用刀片沿斑点染色
边缘切下蛋白点置于15mLEp管中,用含50%乙
腈和25mmol·L-1碳酸氢铵溶液脱色,胶片真空离
心干燥。加4μL胰酶,37℃保温18h,加入5%三
氟乙酸120μL于 40℃保温 1h,吸出上清,加入
25%三氟乙酸和50%乙腈溶液120μL于30℃保
温1h,合并上清液冷冻干燥[13]。
2.6 制备肽质量指纹谱 用5μL三氟乙酸溶解样
品,取1μL点靶,另取1μLα腈基4羟基肉桂酸溶
于01%三氟乙酸/50%乙腈的饱和溶液作基质,室
温干燥。质谱仪采用激光波长337nm,反射检测。
质谱峰用 Bruker的肽段标准或胰酶的自切峰
(MH+:906505Da,1020504Da,1153574Da,
2163057Da,2273160Da)进行标定[13]。
2.7 数据库检索初步鉴定蛋白质 数据库检索程
序根据输入的蛋白质等电点、分子质量范围及肽质
量指纹谱数据和其他一些参数在数据库中寻找与这
些参数相匹配的蛋白质[14]。检索参数为:①种属选
择人;②胰酶酶切;③可变修饰选择氨基甲酰化和氧
化;④漏切点选择1;⑤ 肽质量标准差选择03;⑥
单同位素质量,检索数据库为:htp://www.matrix
science.com。
3 结果
3.1 四物汤对血虚证患者血清中蛋白质影响的二
向电泳结果 分别将正常、血虚证患者和四物汤作
用后的血清蛋白质,进行双向电泳,第一向用 pH为
3~10,长度为24cm的预制胶条,第一向结束后进
行SDSPAGE电泳,图像分析时将血虚证患者的凝
胶选做参考胶,其他胶与参考胶相匹配,蛋白质点经
标准化后输出数据到 Excel进行统计分析。正常、
血虚证患者和四物汤作用后的血清蛋白质的双向电
泳凝胶上的蛋白质点分别为(312±25),(342±
26),(326±34)个。图像分析统计后发现血虚证患
者血清与正常相比有15个蛋白质的水平发生改变,
其中有11个上调和4个下调,四物汤可使这些改变
的蛋白质水平有所恢复,结果见表1。
表1 四物汤对血虚证患者血清中蛋白质影响的二向电泳分析结果
蛋白质点 正常组 血虚证组 四物汤组
1 0067±800082) 0178±0020 0087±00112)
2 - 00199±0001 -
3 - 00307±0004 00186±00012)
4 00250±000201) 00317±00030 00284±000301)
5 00288±000302) 00418±00110 00282±000302)
6 00311±000402) 00196±00012 00417±001102)
7 00251±000402) 01520±00621 00018±000092)
8 00153±000232) 00767±00261 00693±00112
9 00894±00223 00799±00270 03310±009192)
10 05880±011202) 03820±01130 01662±006302)
11 - 00833±00231 -
12 01407±002412) 04860±00812 -
13 - 00487±00162 -
14 - 01510±00661 01240±00512
15 00862±00270 00721±00223 04960±011902)
  注:与血虚证组相比1)P<005,2)P<001
3.2 差异蛋白质的质谱鉴定 选取图像分析统计
后患者血清与正常相比有改变且四物汤可使其有所
恢复的蛋白质点,胶内酶切提取蛋白进行质谱鉴定
这些蛋白质为结合珠蛋白(haptoglobin,Hp),聚集
素 (clusterin),补体 C4B(complementcomponent
C4B),转甲状腺素蛋白 (transthyretin),GTP结合
蛋白 2(GTPbindingprotein2),血红蛋白 β
(heamoglobinβ)等,其中血虚证患者血清与正常
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相比升高的蛋白质有结合珠蛋白,聚集素,补体
C4B,GTP结合蛋白2,与正常相比降低的蛋白质
有转甲状腺素蛋白,血红蛋白β。血虚证患者服用
四物汤后可降低结合珠蛋白,聚集素,补体 C4B,
GTP结合蛋白2,升高转甲状腺素蛋白,血红蛋白
β,结果见表2。
表2 四物汤对血虚证患者作用的差异蛋白质的质谱鉴定
蛋白质点 匹配号 分数 等电点/分子质量 序列覆盖率/% 蛋白质名称
1 IPI00742825 65 482/31679 30 原肌球蛋白
3 IPI00749039 66 513/92723 12 结合珠蛋白
4 IPI00291262 64 589/52461 14 聚集素
7 IPI00514824 71 850/32378 20 补体C4B
10 IPI00022432 279 552/15877 60 转甲状腺素蛋白
11 IPI00749039 73 513/92723 14 未知蛋白
13 IPI00032534 73 917/21122 25 GTP结合蛋白2
14 IPI00216773 75 577/45130 17 ALB蛋白
15 IPI00654755 345 681/15857 82 血红蛋白β
4 讨论
从外周血各血液成分改变、骨髓造血干/祖细胞
的动态变化、骨髓和脾细胞凋亡、CD34+细胞的改
变、细胞周期和造血相关基因的表达等方面,研究观
察四物汤及其16种不同配伍组方对小鼠血虚证发
生发展的影响,研究发现四物汤主要通过调节细胞
因子,提升正向造血调控因子和免疫因子表达,抑制
负向调控因子表达,促进造血调控相关的信号转导
因子分泌,影响整个造血调控网络,通过多靶点、多
途径综合发挥补血作用[110]。迄今尚未开展四物汤
对血虚证患者血清蛋白影响的研究,现代研究表明,
证候是由一个调控中心及其所属众多分子组成的网
络发生紊乱的综合功能状态[15],中药复方是通过多
组分整合作用使紊乱的分子网络恢复平衡,从而达
到治疗中医的证和相关疾病的作用和效果[8]。用
蛋白质组学技术考察四物汤对血虚证患者血清蛋白
的影响,结果表明血虚证患者服用四物汤后可降低
结合珠蛋白,聚集素,补体 C4B,GTP结合蛋白2,升
高转甲状腺素蛋白,血红蛋白β。
结合珠蛋白又称触珠蛋白,是血清 α2球蛋白
组分中的一种酸性糖蛋白,其主要功能是通过与游
离血红蛋白(heamoglobin,Hb)结合形成 HpHb复
合物,将Hb运至肝中代谢,从而避免 Hb和铁从肾
脏丢失以及对肾脏的损伤[16]。此外,结合珠蛋白作
为一种急性期蛋白,在参与宿主抗感染、损伤组织的
修复以及内环境稳定的过程中起着重要作用[17]。
Hp具有免疫抑制作用,能抑制不同类型的凝集素引
起的淋巴细胞转化,抑制Th2细胞因子的释放,也可
能是免疫系统的受体配体激活过程中的天然拮抗
剂[18]。聚集素能促进细胞与细胞、细胞与基质之间
相互作用[19],参与补体调节和抗凋亡的作用[20],聚
集素与螺旋酶ku70/86复合物结合,破坏其DNA修
复能力,增加 DNA突变,促进肿瘤的发生与发
展[21]。转甲状腺素蛋白是一种主要由肝脏和脉络
丛产生的四聚体血浆蛋白,参与体内的甲状腺素的
运输和维生素A的代谢,转甲状腺素蛋白基因还可
能是与人肝癌相关的抑癌基因[22]。补体主要产生
于肝脏和巨噬细胞,生理情况下其合成、活化和灭活
过程处于一种动态平衡,故血清含量稳定,在炎症和
免疫反应中,补体固有成分的合成上调[23]。血红蛋
白α和 β组成血红蛋白,血红蛋白在血虚证血清中
的含量降低[25]。蛋白质组学的研究结果表明,血虚
证患者血清中造血和免疫功能相关蛋白的平衡破
坏,而四物汤可以逆转这些蛋白的改变而恢复平衡。
血虚证患者血清中水平改变蛋白质的功能包括
免疫、凋亡、维持基因组稳定性、血细胞组成成分等,
参与造血和免疫的分子网络发生紊乱而表现为血虚
证,四物汤可以逆转这些蛋白的改变而恢复平衡使
机体恢复正常。
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EfectsofSiwutangonserumproteinofblooddeficiencyusing
proteomictechnique
YANGMinghui1,MAZengchun2,DOUYongqi1,HUJian1,WANGYuguang2,TANHongling2,
XIAOChengrong2,GAOYue2
(1.DepartmentofTraditionalChineseMedicine,GeneralHospitalofPLA,Beijing100853,China;
2.InstituteofRadiationMedicine,AcademyofMilitaryMedicalSciences,Beijing100850,China)
[Abstract] Objective:ToresearchtheefectsofSiwutangonserumproteinofblooddeficiencyusingproteomictechniqueand
furtherexploreitspotentialmolecularmechanismtocureblooddeficiency.Method:Theseraofnormal,blooddeficiencyandcured
groupwerecolected.Proteomicprotocolinvolvingthehighresolutiontwodimensionalpolyacryamidegelelectrophoresis,thecomputer
assistedimageanalysis,andthemassspectrometrywasusedtodetectregulatedproteinbySiwutang.Result:Comparedwithnormal
group,therewere15proteinschanged,inwhich11increasedand4decreasedexpressedproteinsinseracouldberecoveredbySiwu
tang.Theupregulatedproteinsinvolvedhaptoglobin,clusterin,complementcomponentC4BandGTPbindingprotein2,whilethe
downregulatedproteinsinvolvedtransthyretinandheamoglobinβ.Conclusion:Siwutangcouldregulateserumprotein,whichinclude
immunology,apoptosis,DNAinjuryrepair,andbloodingredients.ThismightbethemechanismofSiwutangtocureblooddeficiency.
[Keywords] Siwutang;proteomics;blooddeficiency
[责任编辑 古云侠]
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