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罗汉果甜苷对PC12细胞氧化应激的保护作用研究



全 文 :书收稿日期:2012-08-06; 修订日期:2013-01-06
基金项目:中国博士后科学基金( No. 20110490870) ;
广西自然科学基金创新研究团队项目
( No. 2011GXNSFF018006)
作者简介:夏 星( 1981-) ,男( 汉族) ,广西桂林人,现任广州中医药大学
中药学院副教授,博士学位,主要从事中药有效成分的药理活性及作用机
制研究工作.
* 通讯作者简介:钟振国( 1956-) ,男( 汉族) ,广西南宁人,现任广西中医
药大学药学院教授,博士研究生导师,博士学位,主要从事中药新药研究
与开发工作.
罗汉果甜苷对 PC12 细胞氧化应激的保护作用研究
夏 星1,钟振国2* ,肖颖梅2
(1.广州中医药大学中药学院,广东 广州 510405; 2.广西中医药大学药学院,广西 南宁 530001)
摘要:目的 考察罗汉果甜苷在 PC12 细胞中对外源性氧化损伤的保护作用。方法 采用 MTT 法考察 0. 01 ~ 100 μg /ml
罗汉果甜苷对正常 PC12 细胞活力的影响,并在 H2O2 刺激的 PC12 细胞中考察 0. 01 ~ 10 μg /ml 的罗汉果甜苷对细胞活
力的影响,通过对细胞活力的考察选择罗汉果甜苷合适的实验剂量,测定罗汉果甜苷 0. 1 及 1 μg /ml 对 H2O2 刺激的
PC12 细胞中过氧化氢酶( SOD) 、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH - Px) 活力的影响以及对丙二醛( MDA) 含量的影响。结果
罗汉果甜苷在 1 ~ 10 μg /ml浓度能提高正常 PC12 细胞活力,在 0. 1 ~ 10 μg /ml浓度下能显著提高 H2O2 刺激的 PC12 细
胞活力( P < 0. 01) 。0. 1 及 1 μg /ml 两个剂量的罗汉果甜苷均能显著提高 H2O2 刺激的 PC12 细胞中 SOD 活力( P < 0.
001) 和 GSH - Px活力( P < 0. 001) ,并减少MDA生成( P < 0. 05) 。结论 罗汉果甜苷能缓解氧化应激导致的 PC12 细胞活
力下降,并能增强 PC12 细胞的抗氧化能力。
关键词:罗汉果甜苷; PC12 细胞; 氧化损伤
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2013. 04. 020
中图分类号:R962 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2013) 04-0818-02
Protective Effect of Mogroside on H2O2 induced oxidative stress in PC12 Cell
XIA Xing1,ZHONG Zhen-guo2* ,XIAO Ying-mei2
( 1. School of Chinese Pharmaceutical Science,Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou Guangdong
510405,China; 2. Guangxi Traditional Chinese Medicine University,Nanning Guangxi 530001,China)
Abstract: Objective To investigate the protective effect of mogroside on hydrogen peroxide ( H2O2 ) induced oxidative stress in
PC12 cell.Methods MTT method was employed to determine the viability in mogroside ( 0. 01 ~ 100 μg /mL) treated PC12 cell
and mogroside ( 0. 01 ~ 10 μg /mL) plus H2O2 treated PC12 cell. Thereafter,activity of SOD,GSH - Px,as well as MDA concen-
tration were determined at optimal dosage of mogroside selected based on MTT experiment. Results PC12 cell viability was in-
creased by mogroside at 1 ~ 10 μg /mL,and the viability of H2O2 treated PC12 cell was increased by mogroside at 0. 1 ~ 10 μg /
mL. Furthermore,mogroside at 0. 1 and 1 μg /mL significantly enhanced SOD activity ( P < 0. 001) and GSH - Px activity ( P <
0. 001) ,decreased MDA concentration ( P < 0. 05) . Conclusion Mogroside alleviated loss of cell viability in H2O2 treated PC12
cell,the anti - oxidative capacity could enhanced by pre - treat with mogroside in PC12 cell line.
Key words: Mogroside; PC12 Cell; Oxidative stress.
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种主要在老年
期发生的以进行性痴呆为主要特征的神经退行性变疾病,其主要
临床表现为进行性认知功能障碍、记忆力衰退、失语、性格和行为
改变等[1]。氧化应激(oxidative stress)是指自由基产生过多或抗
氧化物质水平减少而使两者之间的平衡失调所造成的损伤,在多
种中枢神经系统疾病的发生过程中起着重要作用。研究表明,自
由基诱导的细胞损伤是 AD的主要发病机制之一[2]。罗汉果 Sir-
aitia grosvenorii(Swingle)C. Jeffrey 为广西特产中药,性甘、凉。
罗汉果甜苷是罗汉果中主要有效成分,具有广泛的生物特性。近
年研究表明,罗汉果甜苷提取物对羟基自由基和超氧阴离子自由
基均有一定的清除作用,并随着罗汉果甜苷提取物浓度的增加,
清除效果逐渐增强,呈一定的剂量效应关系[3]。关于罗汉果甜
苷对具有神经源性的 PC12 细胞的影响尚未见报道。本研究利
用 H2O2刺激 PC12 建立体外神经细胞氧化应激模型,研究罗汉果
甜苷对 PC12 细胞的保护作用,为阐明抗氧化作用及治疗 AD 的
应用提供实验依据。
1 材料与仪器
1. 1 细胞 大鼠肾上腺髓质嗜铬细胞瘤细胞株 PC12 细胞购买
于北京北纳创联生物技术研究院。
1. 2 药品和试剂 罗汉果甜苷(纯度≥80%) :由桂林集琦实力
天然物科技有限公司提供(批号:12012948) ;DMEM/high glu-
cose,赛默飞世尔生物化学制品有限公司(批号:NXBO566) ;无支
原体胎牛血清,杭州四季清生物工程材料有限公司(批号:
090603) ;MTT及 Trypsin(Amersco公司产品,北京索莱宝科技有
限公司分装,批号:20110509,20110403) ;考马斯亮蓝蛋白测定试
剂盒(批号:20120214) ,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,
SOD)活力测定试剂盒(批号:20110721) ,丙二醛(Mobile Desktop
Assitant,MDA)含量测定试剂盒(批号:20120112) ,谷胱甘肽过氧
化物 酶 (glutathione peroxidase,GSH - Px)测 试 盒 (批 号:
20120109)均购于南京建成生物工程研究所。
1. 3 仪器 DLE560 超净工作台(荷兰 clearAir公司) ,311 型二氧
化碳培养箱(美国 Thermo Forma) ,Sorvall ST16R 超低温离心机
(Thermo Fisher) ,DML 3000B倒置荧光显微镜(莱卡仪器有限公
司) ,EPOCH 酶标仪(美国 BIOTEK 公司) ,JY92 超声波粉碎机
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时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 4 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 4
书(宁波新芝生物科技股份有限公司)。
2 方法
2. 1 PC12 细胞培养 用含 10 % 胎牛血清和 5 % 马血清的
DMEM培养液,37℃,5 % CO2 条件下培养细胞,每 2 天传代 1
次。待细胞增长至 80%融合时,用 0. 25%胰酶消化细胞,调整细
胞数至 1 × 105 个 /ml后传代或接种于细胞培养板进行各项指标
测定。
2. 2 MTT法检测罗汉果甜苷对 PC12 细胞生长的影响 取对数
生长期细胞,调整细胞数至 1 × 105 个 /ml 接种于 96 孔板。分别
设正常组(不加药物正常培养的细胞) ,罗汉果甜苷 100,10,1,
0. 1,0. 01 μg /ml组,同时设无细胞的空白对照组,每组设 3 个复
孔。细胞于接种 18h后,向培养液中加入相应药物处理 24 h。完
成药物处理后以 MTT 法测定细胞活力,向各孔加入 5 mg /ml 的
MTT继续培养 4h,小心吸弃所有培养液,每孔加入 150μl 二甲基
亚砜(DMSO)振荡 10 min。在酶标仪上以 560nm 波长测定各孔
OD值。按公式计算细胞相对活力:相对活力 =(处理组平均吸
光度值 -空白对照平均吸光度值)/ (正常组平均吸光度值 -空
白对照组平均吸光度值)× 100%。
2. 3 MTT法检测罗汉果甜苷对氧化应激的 PC12 细胞活力的影
响 取对数生长期细胞,调整细胞数至 1 × 105 个 /ml接种于 96 孔
板。分别设正常组(不加药物正常培养的细胞) ,模型组(不经药
物处理,接受 H2O2 400 μmol /L处理) ,阳性组(经维生素 E 1 μg /
ml处理,并接受 H2O2 400 μmol /L处理) ,罗汉果甜苷 10,1,0. 1,
0. 01 μg /ml组(分别接受罗汉果甜苷 1,0. 1,0. 1,0. 01 μg /ml 处
理,并接受 H2O2 400 μmol /L 处理) ,同时设无细胞的空白对照
组,每组设 3 个复孔。细胞于接种 18h 后,向培养液中加入相应
药物处理 24 h。之后按照文献方法诱导细胞的氧化应激[4],除
正常组外,均给予终浓度为 400 μmol /L 的 H2O2 损伤 1h。完成
药物及 H2O2 处理后以 MTT法测定细胞活力,向各孔加入 5 mg /
ml的 MTT继续培养 4 h,小心吸弃所有培养液,每孔加入 150 μl
二甲基亚砜(DMSO)振荡 10 min。在酶标仪上以 560 nm波长测
定各孔 OD值。按公式计算增殖抑制率:增殖抑制率(%)=(处
理组平均吸光度值 -空白对照平均吸光度值)/ (正常组平均吸
光度值 -空白对照组平均吸光度值)× 100%。
2. 4 罗汉果甜苷对氧化应激的 PC12 细胞中抗氧化能力的影响
取对数生长期细胞,调整细胞数至 1 × 105 个 /ml 接种于 6 孔板。
根据罗汉果甜苷对细胞活力的影响,选择 1,0. 1 μg /ml组进行后
续实验,其余分组及处理同“2. 3”。完成给药及 H2O2 处理后,采
用细胞刮彻底收集细胞,超声破碎细胞,4℃下 3 000 r /min 离心
10 min,收集上清液按照试剂盒方法测定细胞匀浆中 SOD、GSH
- Px活力及 MDA含量。
2. 5 统计分析 实验数据均以 珋x ± s表示,采用 SPSS13. 0 软件进
行统计分析,t检验法比较各组间差异,P < 0. 05 则认为组间差异
显著。
3 结果
3. 1 罗汉果甜苷对 PC12 细胞生长的影响 实验结果见表 1。不
同浓度的罗汉果甜苷与 PC12 细胞共同孵育 24 h 后,10 μg /ml
和 1 μg /ml组的 PC12 细胞活力有明显增加,且 1 μg /ml 时活力
增加最为明显。
表 1 罗汉果甜苷对 PC12 细胞活力的影响(珋x ± s)
组别 剂量 /μg·ml -1 OD560 相对活力(%)
正常组 - 0. 922 ± 0. 077 100
罗汉果甜苷组 100 0. 827 ± 0. 069 89. 69
10 0. 974 ± 0. 103 105. 64
1 1. 018 ± 0. 093 110. 46
0. 1 0. 900 ± 0. 085 97. 68
0. 01 0. 919 ± 0. 096 99. 67
3. 2 罗汉果甜苷对氧化应激的 PC12 细胞活力的影响 实验结
果见表 2。模型组经 400 μmol /L的 H2O2 损伤 1 h 后,细胞相对
活力显著降低至 54. 83 %(P < 0. 001)。罗汉果甜苷在 0. 1 ~ 10
μg /ml范围内能显著提高 PC12 细胞活力(P < 0. 01) ,1 μg /ml的
罗汉果甜苷对 PC12 细胞活力的促进作用最强。
表 2 罗汉果甜苷对 H2O2 损伤的 PC12 细胞活力的影响(珋x ± s)
组别 剂量 /μg·ml -1 OD560 相对活力(%)
正常组 - 0. 897 ± 0. 071 100
模型组 - 0. 492 ± 0. 022*** 54. 83
罗汉果甜苷组 10 0. 654 ± 0. 072### 72. 87
1 0. 673 ± 0. 049### 74. 97
0. 1 0. 614 ± 0. 058## 68. 38
0. 01 0. 524 ± 0. 048 58. 36
与正常组比较,*** P < 0. 001;与模型组比较,## P < 0. 01,### P <
0. 001;n = 3
3. 3 罗汉果甜苷对氧化应激的 PC12 细胞中抗氧化能力的影响
实验结果见表 3。与正常组相比,模型组 PC12 细胞的 GSH - Px
活性显著降低(P < 0. 001) ,而 MDA 含量显著增加(P < 0. 001) ,
SOD活力有升高的趋势。给予罗汉果甜苷后,PC12 细胞 SOD、
GSH - Px 的活性均较模型组显著升高(P < 0. 001) ,MDA 含量显
著降低(P < 0. 001) ,且罗汉果甜苷的作用随使用剂量的改变而
有变化。
表 3 罗汉果甜苷对 H2O2 刺激的 PC12 细胞中 SOD、MDA
及 GSH - Px的影响(珋x ± s)
组别
剂量 /
μg·ml - 1
SOD /
U·mg prot - 1
MDA /
mmol·mg prot - 1
GSH - Px
/U·mg prot - 1
正常组 - 45. 91 ± 6. 55 9. 73 ± 0. 64 69. 38 ± 4. 41
模型组 - 52. 08 ± 4. 32 21. 32 ± 1. 77*** 41. 52 ± 3. 27***
罗汉果甜苷组 1 96. 34 ± 7. 73### 15. 32 ± 1. 95### 82. 34 ± 10. 47###
0. 1 72. 55 ± 7. 48### 17. 25 ± 1. 03# 65. 47 ± 5. 59###
与正常组比较,***P <0. 001;与模型组比较,#P <0. 05,###P <0. 001;n =3
4 讨论
氧化损伤是机体各组织老化的重要诱因,氧化应激是指机体
内氧自由基的产生与清除失去平衡,或外源性氧化剂的过量摄入
导致活性氧在体内堆积引起细胞毒性。正常情况下,机体内自由
基的产生与消失是处于动态平衡的。若自由基产生过多或抗氧
化能力下降,将导致机体损伤[5]。体内各种组织在代谢过程中
产生自由基后,可使生物膜脂质双层中的不饱和脂肪酸过氧化,
形成脂质过氧化产物,继而使膜结构和功能发生障碍。AD 病人
体内自由基生成增加,尤其是脑组织中神经细胞的氧化应激是导
致其脑结构和功能改变的原因之一[6]。并且氧化应激在 AD 患
者脑中 β -淀粉样蛋白的生成和老年斑的出现过程中也发挥了
重要作用[7]。因此缓解神经细胞氧化应激的处理方式,可能对
AD的治疗起到积极作用。
H2O2 是一种重要的活性氧,外源性 H2O2 极易通过细胞膜
进入细胞,在细胞内过渡金属存在时通过 Fenton 反应,形成高活
性的自由基如单态氧、羟自由基等,进一步造成细胞损伤[8]。
PC12 细胞为 1976 年 Greene和 Tisehle成功建立的具有神经特性
的细胞株,在细胞形态、结构和功能上与神经元极其相似,能与原
代培养的神经细胞说明一致的问题[9]。本研究采用 H2O2 处理
PC12 细胞导致 PC12 细胞活力降低,细胞中抗氧化酶 SOD 活力
及 GSH - Px活力降低,脂质过氧化代谢产物 MDA 含量显著增
多。使用罗汉果甜苷预处理 24 小时后,受氧化应激 PC12 细胞活
力明显恢复,表明细胞对过氧化物的耐受力明显增强,并且 SOD
活力及 GSH - Px活力显著增加,MDA 生成减少,提示罗汉果甜
苷处理能改善 PC12 细胞的抗氧化能力。罗汉果甜苷的抗氧化
应激效果在陈善源等[10]对胰岛 β细胞中的研究,王勤等[11]在慢
性肝损伤大鼠中的研究中都有报道,本研究再次在 PC12 细胞中
证实了罗汉果甜苷对抗氧化应激的作用。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 4 时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 4 期
书总之,罗汉果甜苷能缓解氧化应激导致的 PC12 细胞活力下
降,并能显著提高细胞内抗氧化酶活力,减少 MDA 的生成,可以
认为罗汉果甜苷有切实的抗氧化应激效果,并且可能透过该作用
对 H2O2 刺激的 PC12 细胞产生保护作用。
参考文献:
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究[J].广西中医药,2007,30(5) :54.
收稿日期:2012-07-29; 修订日期:2012-12-12
基金项目:广西自然科学基金创新研究团队项目
( No. 2011GXNSFF018006 )
作者简介:李 丽( 1973-) ,女( 壮族) ,广西东兰人,现任广西中医药大学
副教授,硕士研究生导师,在读博士研究生,硕士学位,主要从事中药和民
族药药效及生化药理研究工作.
* 通讯作者简介:王志萍( 1965-) ,女( 汉族) ,湖南邵东人,现任广西中医
药大学教授,硕士研究生导师,学士学位,主要从事中药、民族药新制剂、
新剂型研发工作.
排毒消脂灵降血脂作用的实验研究
李 丽1,王志萍1* ,朱 华1,冯 桥2,刘幸丽1,黎 芳1,周 芳1,王振宁1
(1.广西中医药大学,广西 南宁 530001; 2.广西民族医药研究院,广西 南宁 530001)
摘要:目的 研究排毒消脂灵对实验性高脂血症小鼠血脂的影响。方法 将合格小鼠随机分成 6 组: 空白对照组、高血脂
模型组、辛伐他丁阳性对照组( 20 mg /kg) 、排毒消脂灵高( 43 g /kg) 、中( 21. 5 g /kg) 、低( 10. 8 g /kg) 剂量组。除空白对照
组灌胃给予蒸馏水外,其余各组每天上午灌胃给予相应药物,下午除空白对照组继续灌胃蒸馏水外,其余各组灌胃给予
高脂脂肪乳剂,连续 11 d。观察各组小鼠血清总胆固醇( TC) 、甘油三酯( TG) 、低密度脂蛋白胆固醇( LDL - C) 、高密度脂
蛋白胆固醇( HDL - C) 水平的变化。结果 与高脂血症模型组小鼠相比,排毒消脂灵给药组小鼠血清 TC、TG、LDL - C 水
平均有显著降低( P < 0. 05) ,血清 HDL - C水平则显著升高( P < 0. 05) 。结论 排毒消脂灵方对高脂血症小鼠具有降低
血脂的作用。
关键词:排毒消脂灵; 总胆固醇; 甘油三酯; 低密度脂蛋白胆固醇; 高密度脂蛋白胆固醇
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2013. 04. 021
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2013) 04-0820-02
Effects of the Paiduxiaozhiling on Blood Lipid in Experimental Hyperlipemia of mice
LI Li1,WANG Zhi-ping1* ,ZHU Hua1,FENG Qiao2,LIU Xing-li1,LI Fang1,ZHOU Fang1,WANG Zhen-ning1
( 1. Guangxi Traditional Chinese Medical University,Nanning 530001,China; 2. Guangxi Research Institute of
Ethnopharmacy,Nanning 530001,China)
Abstract: Objective To investigate the influence of Paiduxiaozhiling ( PDXZL) on blood - fat of mice.Methods Mice were ran-
domly divided into the normal control group,model control group,positive medicine control group,PDXZL large( 20g·kg -1 ) ,
medium ( 10 g·kg -1 ) and small - dose ( 5g·kg -1 ) groups. Except the normal control group,all mice were feeded with the high
fat diet at the same time for 11 days. Cholesterol TC( Cholesterol) ,TG ( Triglycerides) ,LDL - C ( Low Density Lipoprotein Cho-
lesterol) and HDL - C ( High Density Lipoprotein Cholesterol) levels were observed. Results Compared to high blood lipid model
group,the levels of TG、TC and LDL - C in serum were significant lower( P < 0. 05) in the groups of PDXZL,and the levels of
HDL - C in serum was significant higher ( P < 0. 05) . Conclusion PDXZL has the effects of reducing blood lipids.
Key words: Paiduxiaozhiling; TC; TG; LDL - C; HDL - C
高脂血症是现代社会的常见病、多发病。随着人们生活水平
的提高,以及饮食习惯的转变,高脂血症的发病率呈上升趋势,
发病年龄呈下降趋势。由于高脂血症是引起冠心病、动脉粥样硬
化等心脑血管疾病及糖尿病的重要致病因素,严重危害人们的健
康,因此及早、安全、有效地调节血脂是积极预防、治疗心脑血管
疾病和糖尿病的一个重要途径[1]。
在临床上,降血脂西药虽然疗效确切,但常常引起腹泻、腹胀、
头痛、眩晕、恶心、皮疹;甚至引起肌炎、平滑肌溶解等严重的不良
反应。而近年来临床研究表明,许多中药有降低血脂的作用,且无
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时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 4 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 4