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Protective action of effective components of Huanglian Jiedu decoction on hypoxia and reoxygenation injury in cultured rat cerebral microvascular endothelial cells

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



全 文 :ChinesePeople'sArmedPoliceForce,Guangzhou510507,China;
2.KeyLaboratoryofPharmaceuticalofMateriaMedica,FirstMilitaryUniversity,Guangzhou510515,China)
[Abstract] Objective:Toexploretheregularityofrecipecompositionbyobservinginhibitoryefectsonthegenicexpressionof
5lipoxygenaseactivatingprotein,IL4andtheleukotrieneC4inasthmaticmice.Method:ThemicewerechalengedwithOVAand
administeredigwiththeHerbaEphedraedecoction(HED),separatedcompositions(2500mg·kg-1,calculatedbyHerbaEphed
rae)anddexamethasone(2mg·kg-1)respectivelyoncedailyforsevendays.TherealtmefluorescencequantitativePCRmethodwas
employedtomeasurethecontentsofFLAPmRNAandIL4mRNAexpressionsinlungandtheELISAmethodwasusedtodetermine
thecontentofLTC4inthewashingsolutionofpulmonaryalveolusandbronchi.Result:Inthelungofasthmamice,theexpressionsof
FLAPandIL4andthecontentofLTC4weresignificantlyaugmentedcomparedwiththecontrolgroup.TheHEDandtheseparated
compositionscouldsuppresstheexpressionsofFLAPandIL4andLTC4releasetoagreatextentinmice.Conclusion:TheHEDhad
theremarkableefectsofantianaphylaxisasthmaandtheoriginalformulaHEDworkedbest.Theseresultsconfirmedtherationalityand
scientificlevelofHED.
[Keywords] HerbaEphedraedecoction;leukotrieneC4;5lipoxygenaseactivatingprotein
[责任编辑 古云侠]
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
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、黄芩苷和小檗碱对大鼠脑微血管内皮细胞的保护作用。方法:建立离体大鼠脑微
血管内皮细胞缺氧/复氧损伤模型,用1024,0512,0256,0128,0064,0032,0016,0008μmol·mL-1栀子苷,
0224,0112,0056,0028,0014,0007,0003μmol·mL-1黄芩苷和 0192,0096,0048,0024,0012,0006,
0003μmol·mL-1小檗碱分别作用于正常组和模型组细胞。细胞活性用 MTT比色法检测。结果:0128,0064,
0032μmol·mL-1栀子苷,0028,0014,0007μmol·mL-1黄芩苷和0024,0012,0006μmol·mL-1小檗碱能够
比较理想的保护缺氧4h复氧12h损伤的大鼠脑微血管内皮细胞。结论:适当浓度的栀子苷、黄芩苷和小檗碱等
黄连解毒汤主要成分可以保护脑微血管内皮细胞。
[关键词] 黄连解毒汤;脑微血管内皮细胞;缺氧/复氧;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]10015302(2007)03024904
[收稿日期] 20060120
[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,Email:doctorwa
ng@sohu.com
  黄连解毒汤是清热解毒的代表方剂。临床研究
表明对急性脑梗死的患者,用加味黄连解毒汤能显
著提高疗效[1]。近年国内外对黄连解毒汤及其有
效成分用于脑血管病的基础研究与临床报道较
多[2],提示本方治疗缺血性脑血管病有良好前景。
血脑屏障的破坏是缺血性脑血管疾病研究的重点,
而微血管内皮细胞是血脑屏障的主要结构基础。作
者用培养的大鼠脑微血管内皮细胞,以氧糖剥夺再
复氧复糖复制体外缺血再灌注损伤模型,用梯度浓
度的栀子苷、黄芩苷和小檗碱等黄连解毒汤中的有
效成分对细胞损伤模型进行干预,确定3种单体的
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    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
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保护浓度。
1 材料
1.1 动物 体重60~70g的雄性SD大鼠,北京维
通利华公司提供,许可证号SCXK(京)20020003。
1.2 试剂和仪器 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、MTT、胶原酶Ⅰ、牛血清白蛋白、
乙二胺四乙酸、二甲基亚砜(Sigma公司)。Ⅷ因子
相关抗原抗体(北京中杉金桥有限公司)。Clinicbio
128C全自动酶标仪。MT-2型 OLYMPUS倒置显
微镜。日本电子公司 SEM-6000F型扫描电镜。
NAPCO5410型二氧化碳培养箱。JJT-1300型超净
工作台。LD4-2型低速离心机。
1.3 药物 栀子苷(批号110749200309)、黄芩苷
(批号 110715200212)、小檗碱 (批号 110713
200208)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。
2 方法
2.1 脑微血管内皮细胞的培养和鉴定 参照文献
[3]大鼠脑微血管内皮细胞的培养与鉴定,4只
60~70g大鼠,乙醚麻醉后消毒断头取脑,置于含D
Hanks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,15min。
弃上清,向沉淀液中加入02%胶原酶Ⅰ +01%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
沉淀液用培养基洗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01%胰酶 +01%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,表明提取
的是脑微血管内皮细胞。
2.2 复制体外缺氧/复氧损伤模型 以体外缺氧/
复氧损伤模拟缺血再灌注性脑损伤。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。以文献[4]方法稍加改
进。模拟缺血以 PBS洗细胞2遍,换无糖的 Krebs
溶液(mmol·L-1,NaCl119,KCl47,KH2PO412,
NaHCO325,CaCl225,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05L·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。
2.3 分组及给药 正常组,模型组,1024,0512,
0256,0128,0064,0032,0016,0008μmol·
mL-1栀子苷组,0224,0112,0056,0028,0014,
0007,0003μmol· mL-1黄芩苷组和 0192,
0096,0048,0024,0012,0006,0003μmol·
mL-1小檗碱组及1%乙醇组。给药组在缺氧和复氧
前加入梯度浓度的栀子苷、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。
2.4 细胞生存活性的 MTT检测 在缺氧4h再复
氧12h后吸弃上清,换无血清的 DMEM培养基100
μL,每孔加入5mg·mL-1的MTT溶液各15μL,置
正常培养箱中孵育4h后,吸弃上清,每孔加入二甲
基亚砜(DMSO)100μL,振荡器轻轻混匀后,酶标仪
492nm测A值。
2.5 统计学处理 数据以 珋x±s表示,SPSS100进
行数据统计和方差分析。
3 结果
3.1 缺氧/复氧对脑微血管内皮细胞的损伤情况 
表1显示,缺氧/复氧模型组与用 DMEM培养基培
养相同时间组有差异(P<001)。表明氧糖剥夺4
h并复氧复糖12h会对细胞造成比较严重的损伤。
3.2 对正常培养状态下脑微血管内皮细胞活性的影
响 表2显示:1024,0512,0256,0064μmol·mL-1
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   表1 缺氧/复氧对脑微血管内皮细胞损伤
的MTT检测结果(珋x±s,n=6)
分组 A
模型 0123±0033
DMEM 0147±00161)
  注:与模型组比1)P<001
表2 不同浓度的药物对正常培养状态下
脑微血管内皮细胞活性的影响(珋x±s,n=7)
分组 剂量/μmol·mL-1 A
正常  - 0132±0014
栀子苷 1024 0157±00132)
  0512 0156±00092)
  0256 0156±00172)
  0128 0142±0015
  0064 0148±00211)
  0032 0146±0019
  0016 0140±0007
  0008 0146±0008
黄芩苷 0224 0067±00042)
  0112 0088±00132)
  0056 0132±0008
  0028 0147±00051)
  0014 0154±00121)
  0007 0135±0009
  0003 0131±0007
小檗碱 0192 0100±00082)
  0096 0131±0013
  0048 0198±00112)
  0024 0198±00112)
  0012 0193±00162)
  0006 0198±00142)
  0003 0181±00152)
1%乙醇 - 0128±0016
  注:与正常组比1)P<005,2)P<001
栀子苷组,0028,0014μmol·mL-1黄芩苷组,
0048,0024,0012,0006,0003μmol·mL-1小檗
碱组的A值显著高于正常组(P<005),提示这些
浓度的药物均能促进脑微血管内皮细胞增殖;
0128,0032,0016,0008μmol·mL-1栀子苷组,
0056,0007,0003μmol·mL-1黄芩苷组,0096
μmol·mL-1小檗碱组,1%乙醇组的 A值与正常组
相比无显著性差异,表明这些浓度的药物对脑微血
管内皮细胞活性没有明显影响;0224,0112μmol
·mL-1黄芩苷组,0192μmol·mL-1小檗碱组的 A
值显著低于正常组(P<005),说明这些浓度的药
物明显抑制脑微血管内皮细胞的活性。
3.3 对缺氧/复氧时脑微血管内皮细胞活性的影响
 表 3显示:0256,0128,0064,0032μmol·
mL-1栀子苷组,0028,0014,0007μmol·mL-1黄
芩苷组,0048,0024,0012,0006,0003μmol·
  表3 不同浓度的药物对缺氧/复氧时脑微血管内
皮细胞活性的影响(珋x±s,n=7)
分组 剂量/μmol·mL-1 A
模型  - 0132±0010
栀子苷 1024 0115±00161)
  0512 0136±0014
  0256 0160±00211)
  0128 0163±00252)
  0064 0174±00222)
  0032 0172±00352)
  0016 0135±0011
  0008 0124±0014
黄芩苷 0224 0086±00142)
  0112 0105±00291)
  0056 0146±0004
  0028 0164±00212)
  0014 0156±00231)
  0007 0151±00071)
  0003 0139±0009
小檗碱 0192 0038±00022)
  0096 0048±00082)
  0048 0157±00261)
  0024 0158±00211)
  0012 0158±00211)
  0006 0161±00201)
  0003 0152±00151)
  注:与模型组比1)P<005,2)P<001
mL-1小檗碱组的A值均高于模型组,均有显著性差
异(P<005),提示这些浓度的药物能够明显保护
缺氧/复氧损伤的脑微血管内皮细胞;0512,0016,
0008μmol·mL-1栀子苷组,0056,0003μmol·
mL-1黄芩苷组的 A值与模型组相比均无显著性差
异,提示这些浓度的药物并不能保护损伤的脑微血
管内皮细胞;1024μmol·mL-1栀子苷组,0224,
0112μmol·mL-1黄芩苷组,0192,0096μmol·
mL-1小檗碱组的A值均低于模型组,均有显著性差
异(P<005),提示这些浓度的药物能进一步加剧
缺氧/复氧时微血管内皮细胞的损伤。因为 0256
μmol·mL-1栀子苷和0048,0003μmol·mL-1小
檗碱的保护作用分别略低于各自其他3个保护浓
度,因此作者确定0128,0064,0032μmol·mL-1
栀子苷,0028,0014,0007μmol·mL-1黄芩苷和
0024,0012,0006μmol·mL-1小檗碱是较为理想
的保护浓度。
4 讨论
黄连解毒汤源于《外台秘要》,由黄连、黄芩、黄
柏和栀子组成,为清热解毒代表方。小檗碱是黄连
和黄柏的主要有效成分之一。黄芩苷是从黄芩中提
取出来的黄酮类有效成分。栀子苷是栀子化学成分
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中一种重要的环烯醚萜类化合物。实验表明,黄连
解毒汤具有一定的抗小鼠脑缺血缺氧的作用[5],对
家兔脑缺血缺氧有明显的保护作用[6]。
目前离体实验大多采用动物和人的大血管内皮
细胞作为研究对象,但是内皮细胞具有异质性,不同
种属甚至同一种属不同器官间均存在差别[7],所以
作者采用脑微血管内皮细胞为研究对象,以尽可能
减少研究结果的差异。研究离体培养脑微血管内皮
细胞,不仅细胞能够保持活体内观察到的许多特征,
而且能消除在体和离体血管中难以控制的神经、体
液影响,有利于研究血管内皮细胞形态、通透性功能
以及药物对内皮细胞在不同层次的调节作用。
本研究结果显示,用Krebs液氧糖剥夺4h再用
无血清DMEM培养基复氧复糖12h模型模拟缺血
再灌注过程,可以损伤脑微血管内皮细胞,从而成功
的建立缺氧/复氧的细胞损伤模型。在此基础上,作
者用MTT法明确观察适当浓度的栀子苷,黄芩苷和
小檗碱对正常培养状态下的微血管内皮细胞的活性
没有显著抑制作用,而且在细胞受到缺氧/复氧损伤
时可以起到良好的保护作用。根据此研究结果,作
者将对黄连解毒汤的有效成分的保护作用作深入研
究,以求为进一步探讨清热解毒方药对脑微血管内
皮细胞的保护机制奠定基础。
[参考文献]
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ProtectiveactionofefectivecomponentsofHuanglianJiedudecoctionon
hypoxiaandreoxygenationinjuryinculturedratcerebral
microvascularendothelialcels
YUANZhengzhong1,ZHULingqun2,PANGHe2,SHANZesong1,WANGShuoren2,GAOYonghong2,NIUFuling2
(1.FirstAfiliatedHospitalofWenzhouMedicalColege,Wenzhou325000,China;
2.KeyLaboratoryofChineseInternalMedicineofMinistryofEducation,DongzhimengHospital,
BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100700,China)
[Abstract] Objective:Toinvestigatetheprotectiveefectofgeniposide,baicalinandberberinefortheratcerebralmicrovascu
larendothelialcel.Method:Themodelofhypoxiaandreoxygenationinjuryinratcerebralmicrovascularendothelialcelsinvitrowas
established.Bothnormalandmodelcelsweretreatedwithgeniposide(1024,0512,0256,0128,0064,0032,0016,0008
μmol·mL-1),baicalin(0224,0112,0056,0028,0014,0007,0003μmol·mL-1)andberberine(0192,0096,
0048,0024,0012,0006,0003μmol·mL-1).Celactivitywasmeasuredbymethylthiazolyltetrazolium(MTT)test.Re
sult:Afterhypoxia/hypoglycemiaculturesfor4hourandreoxygenationfor12hour,geniposide(0128,0064,0032μmol·
mL-1),baicalin(0028,0014,0007μmol·mL-1)andberberine(0024,0012,0006μmol·mL-1)couldprotecttheinju
riedcerebralmicrovascularendothelialcels.Conclusion:Appropriateconcentrationofgeniposide,baicalinandberberine,whichare
efectivecomponentsofHuanglianJiedudecoction,couldprotecttheinjuriedcerebralmicrovascularendothelialcels.
[Keywords] HuanglianJiedudecoction;cerebralmicrovascularendothelialcel;hypoxia/reoxygenation;geniposide;baica
lin;berberine
[责任编辑 古云侠]
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