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Effects of Armillariella tabescens polysaccharide IPS-B2 on activity of mouse peritoneal macrophages and transcription of related gene

亮菌多糖IPS-B2对小鼠腹腔巨噬细胞活性及其相关基因转录的影响



全 文 :亮菌多糖 IPSB2对小鼠腹腔巨噬细胞活性
及其相关基因转录的影响
罗 霞1,余梦瑶1,3,许晓燕1,曾 瑾1,江 南1,郑林用2,3
(1.四川省中医药科学院 中药细胞与分子生物学实验室,四川 成都 610041;
2.四川省农业科学院,四川 成都 610066;3.四川大学 生命科学学院,四川 成都 610064)
[摘要] 目的:观察亮菌多糖IPSB2对巨噬细胞分泌细胞因子、一氧化氮(NO)生成以及巨噬细胞中白介素
1β(IL1β),白介素6(IL6),肿瘤坏死因子α(TNFα)和 NO合成关键酶诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因转录的
影响。方法:采用ELISA和Griess法检测IPSB2对小鼠腹腔巨噬细胞生成细胞因子IL1β,IL6,TNFα和细胞毒效
应分子NO的影响;采用SYBRGreenⅠ指示的RealtimeRTPCR技术研究 IPSB2对小鼠腹腔巨噬细胞中 IL1β,
IL6,TNFα和NO合成关键酶iNOS基因在mRNA转录水平上的作用。结果:IPSB2能显著提高小鼠腹腔巨噬细
胞培养上清液中IL1β,IL6,TNFα和NO的含量,增强 IL1β,IL6,TNFα和 NO合成关键酶 iNOS基因的转录水
平。结论:IPSB2可能是通过提高巨噬细胞分泌生物活性物质,并促进此类生物活性物质的基因转录,从而实现其
抗肿瘤的重要作用。
[关键词] 亮菌多糖;腹腔巨噬细胞;细胞因子;一氧化氮;荧光定量PCR
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)11130505
[收稿日期] 20070725
[通讯作者] 郑林用,Tel:(028)84504005,Email:zly6559@
tomcom
  假蜜环菌[1]Armilarielatabescens(Scop.ex
Fr.)Sing是层菌纲口蘑科假蜜环菌属真菌,在我国
最初是从发光柳树朽木中分离而得,所以又被称为
“亮菌”。现代研究表明,亮菌具有显著的抗肿瘤作
用[1],而其中的多糖成分是其抗肿瘤的主要物质基
础,但目前对亮菌多糖抗肿瘤的作用机制尚未见国
内外文献报道。本研究将发酵得到的亮菌胞内多糖
进行分离纯化,首次得到具有抗肿瘤活性的单一多
糖成分(命名为IPSB2),研究了该成分体外对小鼠
腹腔巨噬细胞活性及其相关基因转录的影响,探讨
IPSB2抗肿瘤的作用机制。
1 材料
1.1 动物
昆明种小鼠,体重(21±2)g,由四川省中医药
科学研究院提供,合格证号川实质第200233号。
1.2 药物与试剂
亮菌多糖IPSB2,系本实验室从液体深层发酵
培养的亮菌菌丝体中提取。RNAiso(Takara公司);
反转录酶ReverTraAce(Toyobo公司)、RnaseInhibi
tor(Toyobo公司);Taq酶(Tiangen公司);琼脂糖
(Biowest公司);琼脂糖凝胶 DNA回收试剂盒、
SYBRGreenI(Generay公司);白介素1β,白介素
6,肿瘤坏死因子αELISA试剂盒(深圳晶美生物工
程有限公司);脂多糖(LPS)(Sigma公司)。
1.3 仪器
倒置显微镜 TS100(Nikon);二氧化碳培养箱
BB5060UV(Heraeus);电泳仪 Mini-subcelGT+
PowerPac(Bio-rad);凝胶成像系统 GelDocXR
(Bio-rad);核酸蛋白测定仪 SmartspecPlus(Bio-
rad);PCR仪Mycycler(Bio-rad);荧光定量PCR仪
icycler(Biorad)。
2 方法
2.1 亮菌多糖IPSB2的提取与纯化
35L培养基发酵得到亮菌菌丝体11kg,经水
提、脱蛋白、醇沉后得到浅棕色粉末状亮菌粗多糖
49g,该粗多糖经 DEAECelulose52离子交换柱色
谱和SephadexG-200凝胶过滤色谱,得到474mg
白色粉末状亮菌多糖 IPSB2。IPSB2琼脂糖电泳
后经甲苯胺蓝染色显示为单一染色条带,经 UV检
测不含蛋白质和核酸。对其糖含量测定表明,IPS
B2纯度>98%。通过SephacrylS-300凝胶过滤色
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谱分析,IPSB2的表观相对分子质量约为50×103。
2.2 腹腔巨噬细胞的分离培养与鉴定[2]
小鼠腹腔注射1mL含 ConA100μg的生理盐
水,4d后用灌洗法收集巨噬细胞,接种于培养皿
中,在37℃,5%CO2条件下培养1h后,去除未贴壁
的细胞。贴壁细胞为巨噬细胞,培养2d后,镜下观
察。
2.3 对腹腔巨噬细胞细胞因子生成的影响
24孔板每孔加入500μL巨噬细胞(2×106个/
mL),并加入不同体积的 IPSB2浓缩液,以含10%
小牛 血 清 的 RPMI1640培 养 液 补 充 至 每 孔
1000μL,使终浓度为 5,10,50,100,200μg·
mL-1。每个终浓度设 3个复孔,并设阴性对照孔
(只含细胞)和阳性对照孔(LPS,10μg·mL-1)。
在37℃ 5%CO2条件下培养2d后,分别吸取上清
液,按照ELISA试剂盒要求操作,进行各细胞因子
(IL1β,IL6,IL12,TNFα)的ELISA检测。
2.4 对腹腔巨噬细胞NO生成的影响
96孔板中每孔加入巨噬细胞100μL(15×106
个/mL),并加入不同体积的 IPSB2浓缩液,以含
10%小牛血清的 RPMI1640培养液补充至每孔200
μL,使终浓度为5,10,50,100,200μg·mL-1。每个
质量浓度设置3个复孔,并设阴性对照孔(只含细胞)
和阳性对照孔(LPS,10μg·mL-1)。在37℃ 5%
CO2条件下培养2d后,分别吸取上清液,按Griess法
测定样品中的N02-/NO3-,用以反映NO的水平[35]。
2.5 逆转录聚合酶链式反应(RTPCR)检测 IL
1β,IL6,TNFα,iNOS基因mRNA表达
2.5.1 腹腔巨噬细胞的诱导 24孔板中每孔加入
500μL巨噬细胞(2×106个/mL),并加入不同体积
的IPSB2浓缩液,以含10%小牛血清的RPMI1640
培养液补充至每孔 1000μL,使终浓度为 10,50,
100μg·mL-1。每个质量浓度设置3个复孔,并设
阴性对照孔(只含细胞)和阳性对照孔(LPS,10μg
·mL-1)。在37℃ 5%CO2饱和湿度空气条件下培
养4h。
2.5.2 DNA样品制备 细胞计数,取1×106~1×
107个细胞加入1mLTrizol试剂,按说明书方法提取
RNA。紫外分光光度仪测定吸光度(A260nm/A280nm),
检测总RNA的质量和浓度。按试剂说明书逆转录
为cDNA,-4℃保存。
2.5.3 引物设计与合成 登录 NCBI网站,检索小
鼠βactin,IL1β,IL6,TNFα和iNOS基因的 mRNA
序列。运行PrimerPremier5软件,设计 PCR引物。
βactin,反向引物:5′GCTGTCCCTGTATGCCTCT3′,
正向引物:5′TTGATGTCACGCACGATTT3′;IL1β,
反向引物:5′GCCCATCCTCTGTGACTC3′,正向引
物:5′CTGCTTGTGAGGTGCTGA3′;IL6,反向引物:
5′GCCTTCTTGGGACTGATGCTGG3′,正向引物:5′
CTCTGGCTTTGTCTTTCTTGTT3′;TNFα,反向引物:
5′GCCTATGTCTCAGCCTCT3′,正向引物:5′GGTT
GACTTTCTCCTGGTAT3′;iNOS,反 向 引 物:5′
GAGCGAGTTGTGGATTGTC3′,正向引物:5′GG
GAGGAGCTGATGGAGT3′。
2.5.4 标准品的制备 在普通 PCR仪上进行 IL
1β,IL6,TNFα,iNOS以及 βactin扩增,分别获得
434,385,423,376,222bp的产物。胶回收纯化PCR
产物。对胶回收 IL1β,IL6,TNFα,iNOS和 βactin
扩增子,紫外定量,计算分子数。按 10-3,10-4,
10-5,10-6,10-7稀释标准品。
2.5.5 SYBRGreen法进行 PCR检测 在02mL
的PCR薄壁管中建立 PCR反应。反应体系为 50
μL,包含 1×PCRBufer,引物各 01μmol·L-1,
dNTP02mmol·L-1,Taq酶 25U,Mg2+ 1875
mmol·L-1,05×SYBRGreenⅠ。PCR反应条件:
94℃预变性5min后94℃45s,分别554℃(βac
tin),520℃(IL1β),517℃(IL6),534℃(TNF
α),552℃(iNOS)45s共45个循环,每个循环后
升温到82℃采集荧光生成扩增曲线,循环完成后从
55℃到94℃缓慢升温,生成熔点曲线。
在同一次反应中,均设置标准品(5个质量浓
度)反应组,空白对照组,不同 IPSB2剂量组和 LPS
阳性对照组,各组都设3个平行重复。琼脂糖电泳
PCR产物,鉴定扩增产物。
2.6 统计方法
数据分析采用 icycler荧光定量 PCR仪配套的
icycleropticalsystemsoftwarev31进行分析。数据
以 珋x±s表示,采用t检验比较组间差异。
3 结果
3.1 对腹腔巨噬细胞生成IL1β的影响
培养上清液中 IL1β含量明显增加,比不加任
何药物的阴性组高出至少 2倍。对巨噬细胞产生
IL1β的诱生作用呈明显的剂量依赖关系,随着浓度
的增大,其诱生作用逐渐增强。见表1。
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表1 IPSB2对腹腔巨噬细胞生成细胞因子和NO的影响(珋x±s,n=6)
样品 质量浓度/μg·mL-1 IL-1β/pg·mL-1 IL6/pg·mL-1 TNFα/pg·mL-1 NO/μmol·L-1
阴性对照 - 638±47 2150±22 1200±100 23±02
LPS 10 1881±431) 8928±1141) 1900±1101) 96±061)
  5 1861±221) 7595±4121) 1815±661) 79±061)
  10 2072±881) 8776±101) 1930±1321) 83±031)
IPSB2 50 2297±2761) 8146±3101) 1905±251) 118±031)
  100 2267±241) 8158±1641) 1709±1221) 131±141)
  200 2422±2541) 2422±2541) 1758±201) 130±061)
  注:与阴性组比较1)P<001(表2同)
3.2 对腹腔巨噬细胞生成IL6的影响
添加 IPSB2能使巨噬细胞培养上清液中 IL6
的浓度显著增加,与阴性对照组相比,增长约3倍。
见表1。
3.3 对腹腔巨噬细胞生成TNFα的影响
IPSB2对巨噬细胞生成 TNFα有显著的促进
作用,5μg·mL-1的IPSB2即可促进TNFα浓度增
加50%。随着 IPSB2浓度的增加,其对 TNFα的
促进作用变化不大,提示较低浓度的IPSB2就可产
生较强的促进效应。见表1。
3.4 对腹腔巨噬细胞生成NO的影响
腹腔巨噬细胞未经刺激时产生的 NO很少,而
经IPSB2诱导后,其产生的 NO大大增加,且呈现
剂量依赖关系。在5~100μg·mL-1增加较快,而
在100μg·mL-1后基本保持平稳。见表1。
3.5 逆转录聚合酶链式反应(RTPCR)检测
3.5.1 标准曲线的绘制 以标准品分子数对数值
  
为横坐标,CT值为纵坐标,绘制标准曲线。分别得
到 βactin,IL1β,IL6,TNFα,iNOS标准曲线方程
Yβactin=-3344X+42672(R
2 =0999),YIL1β=
-3820X+44774(R2=0994),YIL6=-3089X+
35067(R2 =0999),YTNFα=-3913X+46565
(R2=0995),YiNOS = -3687X+45502(R
2 =
0985)。
3.5.2 PCR产物的确定分析 熔解曲线分析显
示,βactin,IL1β,IL6,TNFα,iNOS基因 PCR产物
的熔解曲线峰值分别在90,90,855,90,90℃,熔解
温度均一,峰的形状也较锐利。这充分说明βactin,
IL1β,IL6,TNFα,NOS的PCR产物均比较特异,无
杂带。
3.5.3 对 IL1βmRNA表达的影响 不同浓度的
IPSB2均能够极大程度的提升IL1βmRNA的相对
表达丰度,且呈明显的剂量依赖关系,对巨噬细胞中
的IL1β转录水平有显著的促进作用。见表2。
表2 IPSB2对细胞因子和iNOSmRNA转录的影响(珋x±s,n=6)
样品 质量浓度/μg·mL-1 IL1β IL6 TNFα iNOS
阴性对照 - 0019±0004 0000±0000 0019±0005 0084±0031
LPS 10 0144±00261) 0100±00551) 0126±00381) 1394±04431)
  10 0149±00731) 0234±00731) 0161±00771) 0768±02031)
IPSB2 50 0275±00221) 0577±02061) 0315±00151) 1492±04081)
  100 0465±03331) 1099±03001) 0490±03431) 1846±02251)
3.5.4 对IL6mRNA转录的影响 在没有外界诱
导的条件下,巨噬细胞中几乎检测不到有 IL6mR
NA的转录。但在 LPS或 IPSB2的刺激下,其转录
水平得到极大提高。不同剂量的 IPSB2均能大幅
度提升IL6基因的转录水平,且这一作用呈明显的
剂量依赖关系。结果说明,IPSB2显著提升巨噬细
胞中IL6基因的转录水平。见表2。
3.5.5 对 TNFαmRNA转录的影响 以未加任何
刺激物的培养液培养的巨噬细胞中 TNFα基因的
转录水平极低,其相对表达丰度小于 002。但在
LPS或IPSB2的作用下,巨噬细胞中TNFα基因的
转录水平得到大大提升,随着 IPSB2浓度的增加,
巨噬细胞中TNFα的表达也随之增强。见表2。
3.5.6 对iNOSmRNA转录的影响 iNOS基因在未
受刺激的巨噬细胞中转录水平极低,但在LPS或IPS
B2的作用下,其转录水平大幅提高,增加数倍至数十
倍。iNOS基因转录水平的提高与 IPSB2浓度之间
具有明显的剂量依赖关系。见表2。
4 讨论
巨噬细胞是机体免疫系统的重要组成成分,在体
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液免疫和细胞免疫中发挥中心作用。其可以通过分泌
TNFα,IL1,IL6和产生一氧化氮来杀伤肿瘤细胞。
TNFα[6]是巨噬细胞中重要的肿瘤杀伤效应分
子,其参与杀伤肿瘤细胞主要表现为:对肿瘤细胞的
直接细胞毒作用;作为巨噬细胞的激活因子,TNFα
可引起体内肿瘤的缺血性坏死。IL1是巨噬细胞抗
肿瘤的另一重要分泌因子,其与 TNF相比,其细胞
毒作用较弱,但对特异性免疫系统的作用较强。IL
6也是与巨噬细胞杀伤肿瘤细胞作用相关的主要效
应分子。
NO是巨噬细胞重要的效应分子。目前已知,
巨噬细胞主要由诱导型 NOS通过 L精氨酸途径合
成NO。NO可以通过以下途径来抑制多种肿瘤的
生长[7]:与瘤细胞代谢关键酶活性部位 FeS基结
合,形成铁亚硝基复合物,从而使这些酶失活,如三
羧酸循环中的乌头酸酶等;可灭活DNA合成的限速
酶核糖核酸酶,进而抑制肿瘤细胞的增生;可使核酸
亚基化,导致DNA断裂,最终诱导细胞凋亡。
IPSB2为本实验室首次从亮菌胞内多糖中分
离纯化得到的具有抗肿瘤活性的单一多糖成分。本
研究结果显示,IPSB2能够激活巨噬细胞,使其分
泌的抗肿瘤相关细胞因子IL1β,IL6和TNFα得以
成倍增加,同时它还能够使巨噬细胞产生大量抗肿
瘤的细胞毒效应分子 NO,且呈作用剂量依赖关系;
而且这种刺激作用表现为巨噬细胞中 IL1β,IL6,
TNFα和iNOSmRNA表达增加。提示 IPSB2的抗
肿瘤作用机制可能是通过反应性氮代谢机制(促进
巨噬细胞合成 NO),刺激巨噬细胞 iNOS从头合成
增加NO,和氧、氮非依赖机制(促进巨噬细胞分泌
细胞因子IL1β,L6和TNFα),促进IL1β,L6,NF
α的基因表达,使其合成增加,发挥抗肿瘤作用。
[参考文献]
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EfectsofArmilarielatabescenspolysaccharideIPSB2onactivityof
mouseperitonealmacrophagesandtranscriptionofrelatedgene
LUOXia1,YUMengyao1,3,XUXiaoyan1,ZENGJin1,JIANGNan1,ZHENGLinyong2,3
(1.CeluarandMolecularLab,SichuanInstituteofChineseMaterialMedica,Chengdu610041China;
2.SichuanAcademyofAgriculturalScience,Chengdu610066China;3.SichuanUniversity,Chengdu610064,China)
[Abstract] Objective:ToobservetheefectofIPSB2onmouseperitonealmacrophagesandthetranscriptionofIL1β,IL6,
TNFαandiNOS.Method:ELISAmethodandGriessmethodwereusedtodetecttheefectofmouseperitonealmacrophagesproduce
cytokinesIL1β,IL6,TNFαandcytotoxicefectorsNO.ThetranscriptionofIL1β,IL6,TNFαandiNOSwasdetectedbyreal
timeRTPCRmethod.Result:IPSB2couldnotpromotemouseperitonealmacrophageproduction,butitcouldsignificantlyimprove
theIL1β,IL6,TNFαcontentinmouseperitonealmacrophagesculturesupernatant,andincreasethegeneexpressionofIL1β,IL
6,TNFαandiNOS.Conclusion:IPSB2canenhancetheabilityofperitonealmacrophagestoexcretebioactivesubstancesandpro
motethetranscriptionofbioactivesubstancestoantitumor.
[Keywords] Armilarielatabescenspolysaccharide;peritonealmacrophages;cytokine;NO;realtimePCR
[责任编辑 古云侠]
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