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多棘海盘车多糖对正常小鼠免疫功能的影响



全 文 :基金项目:山东大学威海大学生科研训练计划项目(A10019)
作者简介:刘铁铮,男,本科 研究方向:药理学 * 通讯作者:张崇禧,男,教授,博士,硕士生导师 研究方向:天然产物活性成分研究
Tel:(0631)5675313 E-mail:zcx_11@ 126. com
多棘海盘车多糖对正常小鼠免疫功能的影响
刘铁铮,郭爱洁,王桂春,吴泽华,褚福龙,张崇禧* (山东大学海洋学院,山东 威海 264209)
摘要:目的 研究多棘海盘车多糖(Asterias amurensis polysaccharides,AAP)对正常小鼠免疫功能的影响。方法 昆明种小鼠
灌胃给予低、中、高剂量 AAP(50,100,200 mg·kg -1) ,连续 14 d后,处死小鼠,测定免疫器官指数来考察 AAP对小鼠免疫器
官的影响;测定白细胞数目、吞噬活性及血清溶菌酶含量来考察 AAP对小鼠非特异性免疫的影响;测定肝脏细胞中谷胱甘肽
含量来考察 AAP对小鼠肝脏解毒功能的影响;采用刀豆球蛋白 A(ConA)诱导小鼠淋巴细胞增殖实验考察 AAP对小鼠细胞免
疫的影响。结果 AAP能显著提高小鼠的免疫器官指数、血液中中性粒细胞吞噬能力、血清溶菌酶含量、肝脏细胞中谷胱甘
肽含量及淋巴细胞增殖能力,但对小鼠血液中白细胞数目无显著影响。结论 AAP 对正常小鼠的非特异性免疫和细胞免疫
有显著的增强作用。
关键词:多棘海盘车多糖;免疫;淋巴细胞增殖;刀豆球蛋白 A
中图分类号:R965 文献标志码:A 文章编号:1001 - 2494(2011)24 - 1894 - 04
Effect of Asterias amurensis Polysaccharides on Immune Function of Normal Mice
LIU Tie-zheng,GUO Ai-jie,WANG Gui-chun,WU Ze-hua,CHU Fu-long,ZHANG Chong-xi* (Marine College,
Shandong University,Weihai 264209,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To study the effect of Asterias amurensis polysaccharides (AAP)on immune function of normal mice.
METHODS The mice were treated with oral administration of AAP (50,100,200 mg·kg -1)for 14 d. The effect of AAP on im-
mune organs was evaluated by determination of immune organ indexes. By determining the count and phagocytic activity of leucocytes in
blood and lysozyme (LZM)content in serum,the effect of AAP on nonspecific immunity was studied. By determining the content of
glutathione (GSH)in liver cells,detoxification capability of liver was investigated. Lymphocyte proliferation test was adopted to assess
the effect of AAP on cellular immunity. RESULTS Compared with the control group,AAP increased immune organ indexes,phago-
cytic activity of leucocytes in blood,content of LZM in serum and content of GSH in liver cells,but had no effect on leucocyte count.
The effect of AAP on multiplication capacity of lymphocytes was significant. CONCLUSION APP can stimulate the nonspecific im-
munity and cellular immunity in normal mice.
KEY WORDS:Asterias amurensis polysaccharides;immunity;lymphocyte proliferation;concanavalin A
多糖是一种广谱的生物效应调节剂,其来源
广泛[1],具有抗氧化[2]、调节免疫[3]等多种生物
活性。多棘海盘车(Asterias amurensis)为棘皮动
物门(Echinodermata) ,海星纲(Asteroidea) ,钳棘
目(Forcipulata) ,海盘车科(Asteriidae) ,是我国北
方海域的主要品种,具有平肝和胃、止痛、镇惊等
功效[4]。威海近几年海星屡次泛滥(主要为多棘
海盘车) ,严重危害贝类养殖,因此开发利用海星
资源,具有巨大的经济和社会效益。海星中皂
苷[5-6]等多种生物活性物质已被深入研究,多棘
海盘车多糖(Asterias amurensis polysaccharides,
AAP)被证实具有体外抑菌活性[7],而目前对其
在免疫调节方面的作用研究很少。因此本实验
选取小鼠作为动物模型,灌胃给予 AAP 和阳性对
照黄芪多糖[8](astragalus polysaccharides,APS) ,
通过测定免疫器官指数、血清溶菌酶含量、脾脏
淋巴细胞增殖率等来考察 AAP 对正常小鼠免疫
功能的影响,为 AAP 的开发利用提供实验依据。
1 材 料
1. 1 实验动物
清洁级昆明种小鼠[山东绿叶制药有限公司,
合格证号 SCXK(鲁)2009 0009],体重 18 ~ 22 g,雌
雄兼用。环境温度(22 ± 2)℃,在 12 h 光照周期的
·4981· Chin Pharm J,2011 December,Vol. 46 No. 24 中国药学杂志 2011 年 12 月第 46 卷第 24 期
动物室内饲养,自由饮水、进食,适应性饲养 1 周后
用于本实验。
1. 2 供试品、试剂与仪器
多 棘 海 盘 车 多 糖 (含 量 81. 2%,批 号
20110218)、黄芪多糖(含量 83. 6%,批号 20110227)
(山东大学威海生药学实验室) ;RPMI 1640 培养基
及胎牛血清(Gibco公司) ;刀豆球蛋白 A(ConA)及
噻唑蓝(MTT) (Sigma 公司) ;溶菌酶(lysozyme,
LZM)试剂盒(批号 20110302)、谷胱甘肽(glutathi-
one,GSH)试剂盒(批号 20110119) (南京建成生物
工程研究所) ;其余试剂均为国产分析纯;PL303 型
分析天平[METTLER-TOLEDO 仪器(上海)有限公
司],752 型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有
限公司) ,MCO -15AC型 CO2培养箱(Sanyo 公司) ,
TS100 型倒置显微镜(Nikon 公司) ,680 型酶标仪
(BIO-RAD公司)。
2 方 法
2. 1 动物分组与给药方法
分别以生理盐水配制 APS、AAP 低、中、高剂
量溶液,0. 45 μm 滤膜过滤除菌。昆明种小鼠随
机分为 5 组,每组 10 只,即空白对照组(生理盐
水) ,黄 芪 多 糖 阳 性 对 照 组 (APS,100 mg·
kg - 1) ,多棘海盘车多糖低剂量组(50 mg·
kg - 1) ,中剂量组(100 mg·kg - 1) ,高剂量组(200
mg·kg - 1)。ig,每日 1 次,连续 14 d。末次给药
24 h 后,小鼠摘眼球取血后颈椎脱臼处死,测定
相关实验指标。
2. 2 对免疫器官指数的影响
小鼠处死前称体重,处死后,取脾脏、胸腺,分别
称重。根据以下公式计算相应免疫器官指数:脾脏
指数 = 脾脏重(g)/体重(g) ,胸腺指数 = 胸腺重
(g)/体重(g)。
2. 3 对血液白细胞数目和吞噬活性的影响
小鼠摘眼球取血后,部分血液用肝素钠抗
凝,取 20 μL 抗凝血加入 380 μL 白细胞稀释液
(98 mL 蒸馏水加入冰醋酸 2 mL 和 3 滴 1%亚甲
蓝) ,溶解全部红细胞后,吸取少量液体进行白细
胞计数。另取 0. 25 mL 抗凝血,加入 0. 1 mL 金
黄色葡萄球菌(9 × 108·mL - 1) ,25 ℃培养 1 h
后,4 000 r·min - 1离心 15 min,取沉淀底层物抹
片,待风干后用甲醇固定,姬母萨染色,镜检。计
数 100 个中性粒细胞,计算吞噬活性与吞噬指
数。吞噬活性 = (吞噬细菌的中性粒细胞数 /
100)× 100%,吞噬指数 =(被中性粒细胞吞噬的
细菌总数 /100)。
2. 4 对血清溶菌酶含量和肝脏细胞中谷胱甘肽含
量的影响
未抗凝血液静置后离心取血清,按照溶菌酶试
剂盒说明书测定血清溶菌酶含量。小鼠处死后,解
剖取肝脏,制成 10%匀浆,按照谷胱甘肽试剂盒说
明书测定肝脏细胞中谷胱甘肽含量。
2. 5 ConA诱导的小鼠淋巴细胞增殖实验
小鼠处死后,无菌取脾脏,剔除脾脏表面脂肪及
结缔组织,用 PBS 液洗净表面血迹。将脾脏剪成小
块,继续用 PBS 液冲洗至清亮。经 200 目筛网过滤,
用 RPMI-1640培养基冲洗,收集含脾细胞的 1640 冲
洗液,1 500 r·min -1离心 5 min。去上清后加入
0. 83% Tris-NH4Cl裂解红细胞 1 min,重复裂解 1 次,
再用 RPMI-1640液洗 2 ~3次,经台盼蓝染色,检查死
细胞数少于 5%,用含 10%胎牛血清的 RPMI-1640 完
全培养基(添加青霉素,链霉素,盐酸环丙沙星)将脾
细胞稀释至 5 × 106·mL -1的细胞悬液。取 100 μL
加入 96孔细胞培养板内(每孔含 5 × 105个细胞) ,每
只小鼠的淋巴细胞样本分装 6 孔,其中 3 个孔各加入
终质量浓度为 5 μg·mL -1的 ConA 100 μL,另外 3个
孔各加入 RPMI-1640 完全培养基 100 μL,于 37 ℃、
5% CO2培养箱中培养 48 h。培养结束前 4 h,每孔加
入 20 μL MTT (5 mg·mL -1) ,再继续培养 4 h。培养
结束后,培养板 2 500 r·min -1离心 15 min,弃上清,
每孔加入 DMSO 150 μL,充分振荡 30 s 后静置 10
min,在酶标仪上测定吸光度 A值,波长 570 nm,并计
算淋巴细胞刺激指数:淋巴细胞刺激指数 = A实验 /
A对照 ×100%。
2. 6 统计学分析
数据应用 SPSS17. 0 处理,作组间均值的 t 检
验,结果用 珋x ± s表示,当双侧检验 P < 0. 05 时,说明
组间均值的差异具有统计学意义。
3 结 果
3. 1 AAP对正常小鼠免疫器官的影响
与空白对照组比较,阳性对照组小鼠的两个免
疫器官指数均显著增大(P < 0. 05) ,中、高剂量 AAP
对两个免疫器官指数的增大作用显著(P < 0. 05) ,
说明中、高剂量 AAP 能促进正常小鼠免疫器官发
育,而低剂量 AAP 对免疫器官的影响不显著(P >
0. 05) ,见表 1。
3. 2 AAP对正常小鼠非特异性免疫的影响
·5981·
中国药学杂志 2011 年 12 月第 46 卷第 24 期 Chin Pharm J,2011 December,Vol. 46 No. 24
小鼠灌胃给予 AAP 14 d 后,各组小鼠血液中
白细胞数目没有显著变化(P > 0. 05) ,而中、高
剂量组的中性粒细胞吞噬活性和血清溶菌酶含
量与空白对照组比较均有显著性差异(P <
0. 05)。各剂量 AAP 均可显著提高正常小鼠血
液中性粒细胞吞噬指数,其中中剂量 AAP 的效果
极显著(P < 0. 01) ,见表 2。
3. 3 AAP对正常小鼠肝脏解毒能力的影响
各剂量 AAP及 APS 均可提高小鼠肝脏中 GSH
的含量,与空白对照组比较,差异性显著(P <
0. 05) ,见表 3。
3. 4 AAP对正常小鼠细胞免疫功能的影响
与空白对照组比较,AAP 本身具有刺激脾脏 T
淋巴细胞增殖的趋势(P > 0. 05) ,而 ConA刺激 T淋
巴细胞增殖的作用显著(P < 0. 05)。与加入 ConA
的对照组比较,AAP 可以显著促进 ConA 诱导的 T
淋巴细胞增殖(P < 0. 05) ,见表 4。
4 讨 论
脾脏、胸腺是哺乳动物的主要免疫器官,小鼠的
免疫器官指数是其免疫器官发育和免疫细胞分化的
重要指标[9],实验结果表明,AAP 可促进小鼠脾脏
和胸腺的发育,这可能与多糖类物质本身具有一定
丝裂原样作用有关[10],其详细机制值得进一步
研究。
非特异性免疫包括组织屏障、固有免疫细胞和
固有免疫分子。血液中白细胞属于固有免疫细胞,
其中中性粒细胞内富含溶酶体酶等杀菌物质,其数
目和吞噬活性是反应机体免疫功能的重要指标[11]。
溶菌酶属于固有免疫分子,它能使细菌失去细胞壁
而崩解死亡[12],是机体重要的非特异性防御因子。
实验结果表明,小鼠灌胃给予 AAP 后,血液中中性
粒细胞吞噬活性及血清溶菌酶含量显著提高,证明
AAP对小鼠的非特异性免疫具有促进作用。
谷胱甘肽是在动物机体内有效的自由基清除
剂,肝脏细胞中的谷胱甘肽具有解毒作用,能与毒素
(如自由基、重金属)等结合,参与生物转化作用[13]。
谷胱甘肽还与免疫反应中一些重要的细胞因子关系
密切。有研究证明,谷胱甘肽参与白细胞三烯的合
成过程[14],而白细胞三烯是重要的炎症介质,它在
淋巴细胞增殖等免疫过程中发挥重要作用[15]。实
验结果表明,AAP可以增加小鼠肝脏细胞中谷胱甘
肽含量,提高肝脏解毒能力,可能与海星多糖的抗氧
化活性有关[16]。
T细胞和 B细胞是主要的淋巴细胞,在免疫应
答过程中起核心作用。T细胞膜表面有一些糖蛋白
如丝裂原受体,在体外可与 Con A结合,结合信号传
入细胞内,使 T 细胞向母细胞转化,进而进行增
殖[17]。实验结果表明,AAP 本身具有刺激脾脏淋
巴细胞增殖的趋势,并可显著促进 ConA 诱导的小
鼠淋巴细胞增殖,提示 AAP本身可能具有一定有丝
分裂原样作用,这与 AAP提高免疫器官指数的结果
是吻合的。
多糖类化合物作为免疫调节剂能激活淋巴细胞
等免疫细胞,还具有激活补体、促进细胞因子分泌等
功能,对免疫系统发挥综合调节作用[18]。许发龙
等[19]发现从罗氏海盘车体壁、内脏中分别提取的黏
表 1 多棘海盘车多糖对正常小鼠免疫器官的影响. n =10,珋x ± s
Tab. 1 Effect of AAP on immune organ in normal mice. n =
10,珋x ± s
Group
Dose
/mg·kg - 1·d - 1
Spleen index
(×10 - 3)
Thymus index
(×10 - 3)
Control - 4. 7 ± 0. 5 3. 8 ± 0. 4
APS 100 5. 5 ± 0. 61) 4. 7 ± 0. 61)
AAP 50 5. 0 ± 0. 6 4. 0 ± 0. 6
100 5. 3 ± 0. 51) 4. 6 ± 0. 61)
200 5. 4 ± 0. 61) 4. 5 ± 0. 41)
注:与空白对照组比较 1)P <0. 05
Note:compared with control group,1)P <0. 05
表 2 多棘海盘车多糖对正常小鼠非特异性免疫的影响 . n = 10,珋x ± s
Tab. 2 Effect of AAP on nonspecific immunity in normal mice. n = 10,珋x ± s
Group
Dose
/mg·kg - 1·d - 1
Numeration of leukocyte
× 109 /L
Phagocytic activity
/%
Phagocytic index
LZM
/μg·mL -1
Control - 9. 52 ± 0. 89 46. 17 ± 3. 12 1. 04 ± 0. 11 8. 12 ± 1. 66
APS 100 10. 57 ± 0. 92 53. 67 ± 5. 891) 1. 36 ± 0. 251) 10. 94 ± 1. 312)
AAP 50 10. 05 ± 0. 99 51. 17 ± 6. 70 1. 24 ± 0. 161) 10. 16 ± 1. 73
100 10. 54 ± 0. 73 51. 33 ± 3. 721) 1. 35 ± 0. 192) 10. 83 ± 1. 821)
200 10. 08 ± 0. 91 53. 00 ± 6. 321) 1. 27 ± 0. 181) 10. 52 ± 1. 881)
注:与空白对照组比较:1)P <0. 05,2)P <0. 01
Note:compared with control group,1)P <0. 05,2)P <0. 01
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表 3 多棘海盘车多糖对正常小鼠肝脏解毒能力的影响 .
n = 10,珋x ± s
Tab. 3 Effect of AAP on detoxification capability of liver in
normal mice. n = 10,珋x ± s
Group
Dose
/mg·kg - 1·d - 1
Content of GSH in liver cells
/ mg GSH·g(pro)- 1
Control - 2. 92 ± 0. 28
APS 100 3. 43 ± 0. 321)
50 3. 32 ± 0. 311)
100 3. 35 ± 0. 291)
200 3. 31 ± 0. 261)
注:与空白对照组比较,1)P <0. 05
Note:compared with control group,1)P <0. 05
表 4 多棘海盘车多糖对正常小鼠细胞免疫的影响 . n = 10,
珋x ± s
Tab. 4 Effect of AAP on cellular immunity in normal mice. n =
10,珋x ± s
Group
Dose
/mg·kg - 1·d - 1
Lymphocyte proliferation
(A570 nm)
Lymphocyte stimulation
index /%
Control - 0. 358 ± 0. 041 -
Control + ConA - 0. 421 ± 0. 0451) 117. 6
APS 100 0. 405 ± 0. 067 113. 1
APS + ConA 100 0. 475 ± 0. 0371)2) 132. 7
Low AAP 50 0. 399 ± 0. 053 111. 4
Low AAP + ConA 50 0. 465 ± 0. 0461)2) 129. 9
Med AAP 100 0. 403 ± 0. 069 112. 6
Med AAP + ConA 100 0. 470 ± 0. 0461)2) 131. 3
High AAP 200 0. 401 ± 0. 060 112. 0
High AAP + ConA 200 0. 466 ± 0. 0341)2) 130. 2
注:与空白对照组比较,1)P <0. 01;与加入 Con A的对照组比较,2)P <0. 05
Note:compared with control group,1)P < 0. 01;compared with Con A control
group,2)P <0. 05
多糖对体外培养条件下正常小鼠脾细胞均有一定的
促进增殖作用。多棘海盘车与罗氏海盘车同为海盘
车科,而前者为威海海域常见品种,本实验从非特异
性免疫和细胞免疫的角度研究了 AAP 在体内给药
条件下对正常小鼠免疫功能的影响,证明 AAP能增
强正常小鼠的免疫机能,而其对于体液免疫的影响
有待于进一步研究。
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