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Effects of rat serum containing total flavonoid extract of Epimedium sagittatum on development of osteoblasts

含淫羊藿总黄酮大鼠血清对成骨细胞发育的影响



全 文 :含淫羊藿总黄酮大鼠血清对成骨细胞发育的影响
马慧萍1,贾正平1,陈克明2,张汝学1,李茂星1,王 娟1
(1.兰州军区 兰州总医院 药材科,甘肃 兰州 730050;
2.兰州军区 兰州总医院 骨科研究所,甘肃 兰州 730050)
[`摘要] 目的:研究含淫羊藿总黄酮大鼠血清对体外培养成骨细胞(ROB)增殖和分化的影响。方法:将淫羊藿总黄酮
(TFE)以01,1,10,100μg·mL-14种质量浓度、含淫羊藿总黄酮大鼠血清(SRAT)以25%,5%,10%3种质量浓
度分别加入新生大鼠颅骨成骨细胞培养液中,研究它们对细胞增殖和分化成熟的影响。细胞增殖采用 MTT法进
行分析,细胞分化是于培养第4,8,12,20天分别检测碱性磷酸酶活性(比色法)、骨钙素分泌量(放射免疫法)、钙盐
沉积量(比色法)和矿化结节(组织化学法)等。结果:TFE4种质量浓度均对 ROB细胞增殖和分化无明显影响,
25%和5% SRAT则表现出强烈的刺激细胞增殖活性并显著提高碱性磷酸酶活性、骨钙素分泌量、矿化结节数和
钙盐沉积量。结论:淫羊藿总黄酮代谢产物强烈刺激成骨细胞的增殖并促进其分化成熟,说明淫羊藿总黄酮代谢
产物具有抗骨质疏松的活性。
[关键词] 淫羊藿;黄酮;成骨细胞;分化;增殖
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)08092804
[收稿日期] 20070520
[基金项目] 全军“十五”规划重点项目(01Z008)
[通讯作者] 贾正平,Tel:(0931)8975460
  淫羊藿是中医应用频率最高的中草药之一,李
青南等发现其水提液具有抗骨质疏松活性[1,2]。笔
者的研究证明,淫羊藿总黄酮(totalflavonoidsofEpi
mediumsagitatum,TFE)可预防维甲酸诱导的大鼠
骨质疏松症[35],本实验研究了 TFE对体外培养大
鼠成骨细胞增殖与分化成熟的影响。
1 材料
1.1 动物
出生48h以内的Wistar大鼠,购自甘肃中医学
院实验动物中心,合格证号SCXK(甘)20040006。
1.2 药物与试剂
淫羊藿总黄酮由本实验室按以前确定的方法提
取[3],含量为5933%;胰酶、Ⅱ型胶原酶、噻唑蓝、
β磷酸甘油、维生素C(VitC)均为Sigma公司产品;
DMEM培养基、胎牛血清为Gibco公司产品;碱性磷
酸酶测定试剂盒(104LL)和钙含量试剂盒(587A)
由Sigma公司生产;骨钙素放射免疫试剂盒由美国
Immutopics公司生产(ratosteocalcinIRMAkit);BCA
试剂盒为美国 PIERCE公司产品;其余普通试剂均
为分析纯。
1.3 仪器
CO2培养箱(美国 nuaire);酶标仪(BioRad,
Model550);紫外可见分光光度计(HP8453,美
国);放射免疫计数器(SN682,上海原子核研究
所);各种培养皿均为美国康宁(Corning)公司产品。
2 方法
2.1 大鼠颅骨成骨细胞的培养
大鼠成骨细胞(ROB)用酶解法从新生大鼠颅
骨获取[6]。10只新生 Wistar大鼠采用颈椎脱位法
致死,置75%乙醇中浸泡10min,揭去头顶皮肤,剥
出头盖骨,仔细去除附着的骨膜、血管等结缔组织,
PBS(01mol·L-1,pH74)清洗2遍后,剪成约1
mm×1mm的小片。将小骨片转入5mL混合酶消
化液中(1mg·mL-1Ⅱ型胶原酶 +05%胰蛋白
酶),37℃振荡孵育20min,再转入1mg·mL-1单
纯Ⅱ型胶原酶中振荡消化60min,连续2次。合并
2次消化液,低速离心收集所释放的细胞。细胞悬
浮于含10%胎牛血清、100μg·mL-1链霉素、100U
·mL-1青霉素的DMEM培养液中,计数并调整细胞
密度后种植于 100mm×20mm的培养器中(Cor
ning,USA),37℃,5%CO2的饱和湿度条件下培养。
每4d换一次新鲜培养液。待细胞长满皿底后用
025%胰蛋白酶消化悬浮,1∶4传代一次后进行试
验。
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2.2 含TFE大鼠血清(SRAT)的制备
20只6月龄大鼠,雌雄各半,随机分为2组,一
组为服药组,按1g·kg-1灌服TFE,每天1次,连续
3d。另一组为对照组,只灌服相同体积的溶解液
(载体溶液)。第3次灌胃15h后,所有大鼠均在
乙醚麻醉下自腹主动脉抽取血液,同组合并后离心
获取血清,血清在56℃灭活30min,022μm滤膜
过滤除菌后备用。
2.3 细胞增殖
原代培养的ROB细胞按细胞密度25×103个/
孔接种于96孔培养板中,24h后换新鲜培养液,并
分别添加:①0,01,1,10,100μg·mL-1的 TFE,每
种质量浓度平行做 6份;②25%,5%,10%的
SRAT,胎牛血清浓度同时降至 5%,每种浓度设相
应对照组,即相同质量浓度的对照血清。48h后,
培养细胞用 PBS洗1遍,每孔加100μLDMEM培
养液,不含胎牛血清,同时加入10μL05%的噻唑
蓝,继续培养4h后,弃培养液,加100μLDMSO,在
酶标仪上测定波长570nm处的吸光度(A)[7]。
2.4 细胞分化
ROB细胞密度按1×105个/孔 接种于6孔培养
板中,3d后换含10%胎牛血清、10mmol·L-1β甘
油磷酸和50μg·mL-1VitC的 DMEM培养液,同
时添加:①0,01,1,10或100μg·mL-1的 TFE;②
5% SRAT,胎牛血清浓度降至5%。所有浓度均平
行做3份,每4d换 1次培养液及干预药物,不传
代,直至20d。于不同时间进行下列各项指标的检
测。
2.4.1 碱性磷酸酶活性(alkalinephosphatase,
ALP) 根据 Cheng等的方法改进[8]。于培养至第
4,8,12,16,20天时,将待测各孔的培养细胞用胰蛋
白酶消化悬浮后收集至05mLTris中(pH74,含
01% TritonX100和2mmol·L-1MgCl2),用超声
细胞粉碎仪振荡处理,以使细胞膜破裂,离心,收集
上清液,ALP活性用 Sigmakit104LL测定,活性单
位:nmolρnitrophenol·min-1mgprotein-1,蛋白质
浓度用 BCAproteinassaykit测定。
2.4.2 骨钙素 每次更换新鲜培养液时,将旧培养
液冻存于-30℃,培养液中骨钙素浓度最后一次性
采用大鼠免疫放射分析试剂盒测定[9]。
2.4.3 钙含量 将待测各孔培养液吸出后,用PBS
洗2遍,加入1mol·L-1HCl1mL振荡过夜,次日
以1万×g离心10min,上清液中 Ca2+浓度用 Sima
公司生产的专用试剂盒测定[10]。
2.4.4 矿化结节 培养至第20天时用 vonKossa
染色法显示矿化结节。培养细胞先用 PBS洗两遍,
然后用37%甲醛90%乙醇固定5min。加入新鲜
配制的1%硝酸银后置紫外灯下照射30min。镜下
观察并照相记录矿化结节形成情况[11]。
2.5 统计学处理
试验结果以 珋x±s表示,采用 SPSS100统计软
件进行t检验。
3 结果
3.1 对细胞增殖的影响
TFE加入培养液后,各质量浓度均对ROB细胞
增殖无影响,但25%SRAT的 A570(054±003)显
著高于对照组(044±005,P<001),5%SRAT
的A570(076±004)与其对照组(055±008)的差
别更为明显(P<001),说明这 2种浓度的 SRAT
刺激细胞增殖。10%SRAT引起培养细胞悬浮和死
亡,表明该浓度对细胞有一定毒性。
3.2 对细胞分化的影响
3.2.1 对ALP活性的影响 TFE各质量浓度均未
表现出明显的对 ALP活性的影响。5%SRAT对
ALP活性影响情况见表1。可见加入 SRAT后最早
在第4天即引起 ALP活性的显著上升,到第12,16
天时分别达到对照组的2倍和3倍,至第20天时
ALP活性趋于下降。
3.2.2 对骨钙素水平的影响 SRAT对 ROB细胞
分泌骨钙素的影响情况见表2。从第4~8天开始,
SRAT组培养液中积累的骨钙素含量即显著高于对
照组,此后2组之间的差距持续增大。
表1 SRAT对不同时间ROB细胞 ALP活性的影响(珋x±s,n=3) nmol·min-1·mg-1 
组别 剂量/% 4d 8d 12d 16d 20d
SRAT 5 13932±21021) 22998±26202) 80944±58452) 193013±177612) 121051±106222)
对照 5 9636±904 13493±1001 31411±3082  63461±5037  83473±4003
  注:与对照组相比1)P<005,2)P<001(表2,3同)
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表2 SRAT对不同时间ROB细胞培养液中骨钙素累积量的影响(珋x±s,n=3) ng·mL-1 
组别 剂量/% 4d 8d 12d 16d 20d
SRAT 5 239±051 966±1711) 2036±2231) 6696±5812) 1574±17522)
对照 5 241±045 552±084 1372±229 3477±581 8885±752
3.2.3 对钙沉积量的影响 SRAT对培养细胞钙
沉积量的影响见表3。可见从第8天起,SRAT组即
显著高于对照组,此后两组间差异愈来愈明显。
3.2.4 对矿化结节的影响 随着成骨细胞分化成熟,
成骨细胞形成多层叠加的结节样结构,并不断分泌基
质和矿物质,称为矿化结节(mineralizedbonenodular
structure)。第20天时,SRAT组的矿化结节数(297±
29)显著多于其对照组(152±35),P<001。
表3 SRAT对不同时间ROB细胞钙盐沉积量的影响(珋x±s,n=3) μg/孔 
组别 剂量/% 4d 8d 12d 16d 20d
SRAT 5 321±052 804±0921) 3472±3471) 12090±12812) 24691±7322)
对照 5 307±080 624±061 2529±252 6699±665 12531±1170
4 讨论
骨质疏松症是一种严重威胁中老年人健康的常
见病和多发病。淫羊藿是中医公认的强筋健骨药
材,但对其有效成分的研究尚不深入。本实验中,直
接加入培养液的TFE对成骨细胞无明显影响,而其
含药血清强烈刺激成骨细胞的增殖,显著提高碱性
磷酸酶、骨钙素和钙盐沉积量等成骨性分化指标,根
据血清药理学原理,说明虽然 TFE自身无效,但其
经口服后产生的代谢物却具有很好的促进成骨细胞
发育的作用。邱峰等人曾报道淫羊藿苷在大鼠体内
的代谢情况,发现淫羊藿苷经口服后至少产生4种
代谢产物,而淫羊藿苷的原形成分在胆汁和尿液中
几乎检测不到。据此得出结论,口服形式的淫羊藿
苷很可能是以其代谢产物发挥作用的[12]。
本实验结果表明,淫羊藿总黄酮代谢产物应是
淫羊藿的抗骨质疏松活性之一,其作用机制是刺激
成骨细胞的增殖并促进分化成熟,从而增强骨形成
活动。这一结果显示出淫羊藿黄酮具有开发为抗骨
质疏松新药的良好前景。
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Epimediumsagitatumondevelopmentofosteoblasts
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(1.DepartmentofPharmacy,LanzhouGeneralHospital,PLA,Lanzhou730050,China;
2.ImstituteofOrthopaedics,LanzhouGeneralHospital,PLA,Lanzhou730050,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatetheefectsoftotalflavonoidextractofEpimediumsagitatum(TFE)ontheproliferation
anddiferentiationofnewbornratcalvarialosteoblasts(ROB).Method:TFEwassupplementedintotheculturemediumofROBat
01,1,10and100μg·mL-1respectively.TheserumofratsadministeredTFES(SRAT)wasalsoaddedintothemediuminapar
aleltreatmentat25%,5% and10% respectively.TheirefectsoncelproliferationanddiferentiationwasstudiedbyMTTandthe
analysisofosteogenicdiferentiationmarks.Result:TFEhadnoappreciableandoncelproliferationanddiferentiationatanyconcen
tration.However,25% and5% SRATstimulatedcelproliferationstronglyand,5% SRATsignificantlypromotedthematurationand
functionofosteoblastbyimprovingthealkalinephosphataseactivity,osteocalcinsecretion,calciumdepositionandthenumberofmin
eralizednodularstructures.Conclusion:ThemetabolitesofTFEshouldbetheantiosteoporosisconstitutesofEpimediumsagitatum.
[Keywords] Epimediumsagitatum;flavonoids;osteoblast;diferentiation;proliferation
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20070829
[通讯作者] 吕秋军,Tel:(010)66932201,Email:luqj66@
yahoo.co
甘草苷对原代海马神经细胞的保护和营养作用
杨 云,卞广兴,吕秋军
(军事医学科学院 放射与辐射研究所,北京 100850)
[摘要] 目的:研究甘草苷(liquiritin,LQ)对β淀粉样蛋白(Aβ25~35)所致大鼠原代神经细胞损伤的保护作用
和营养作用。方法:采用大鼠原代海马神经元Aβ25~35损伤模型,四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定细胞活力、流式细胞
术检测神经细胞凋亡、荧光探针法检测细胞内钙离子浓度,考察 LQ神经保护作用;通过考察 LQ诱导海马神经元
轴突延长的作用和流式细胞术检测其对海马神经干细胞分化为胆碱能神经元作用观察其神经营养作用。结果:10
μmol·L-1Aβ25~35显著降低细胞的存活率;明显升高细胞内钙离子水平;诱导细胞凋亡发生,凋亡率达28%。预先
给预01,1,10μmol·L-1浓度的LQ处理细胞6h,可显著抑制Aβ25~35导致的细胞死亡,能够明显降低Aβ25~35导致
的细胞内钙离子浓度升高,流式细胞检测凋亡率分别降低到10%,15% ,22%,提示 LQ能够拮抗 Aβ25~35导致的细
胞凋亡。LQ能够显著增加神经生长因子(NGF)介导的海马神经元轴突延长,特异性的促分裂原活化蛋白激酶
(MAPK)抑制剂能够部分阻断该作用。另外,LQ可以诱导神经干细胞体外定向分化为胆碱能神经元。结论:甘草
苷对Aβ25~35导致的大鼠原代神经细胞损伤具有神经保护作用,同时甘草苷对原代海马神经元有营养作用。
[关键词] 甘草苷;海马神经元;凋亡;轴突;海马神经干细胞;Aβ25~35
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)08093105
  甘草苷(liquiritin,LQ)是甘草的主要有效成分
之一,属于以2苯基色原酮(2phenylchromone)为
母核的二氢黄酮类化合物,其分子式为 C21H22O9。
文献报道,甘草苷药效显著,具有抗溃疡、抗病毒、抗
抑郁等作用[13]。目前对甘草苷的神经保护及营养
作用报道很少,本研究就此进行初步的考察。
1 材料
1.1 药物和试剂
甘草苷(中国药品生物制品检定所,批号
200604,纯度>985%);β淀粉样蛋白(Aβ25~35)、多
聚L赖氨酸氢溴化物、PD98059(Sigma公司);四甲
基偶氮唑盐(MTT,Fluka公司);解剖液(mmol·
L-1:葡萄糖151,蔗糖219,NaCl1369,KCl54,
Na2HPO4·7H2O07,KH2PO402,pH72~74);
阿糖胞苷(法玛西亚普强公司);神经生长因子
(NGF,北京圣日公司);N2,B27(Gibco);碱性成纤维
细胞生长因子(bFGF,PeproTeck公司);细胞外液
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