全 文 :
红芪和黄芪水提物对小鼠免疫功能影响的差异*
胡燕 程卫东# 刘欣 王学习
胡燕,女,博士
# 通信作者:程卫东,男,博士,教授,博士生导师,研究方向:中西医结合治疗常见病,E-mail:chengweidong888@ sina. com
* 甘肃省重点中医药科研立项项目(No. GZK-2008-7)
(兰州大学中西医结合研究所 甘肃 730000)
摘要:目的 探讨红芪和黄芪水提物对小鼠免疫功能影响的差异,进一步指导临床用药。方法 清洁
级昆明种小鼠 120只,随机分为 5 组,黄芪组(20 g /kg 黄芪),红芪低、中、高剂量组(10、20、40 g /kg
红芪)和空白组(0. 02 mL /g生理盐水)。所有动物灌胃给药,1 次 /d,连续15 d,检测脾脏和胸腺指数、
巨噬细胞吞噬功能、迟发性变态反应、T淋巴细胞增殖能力、NK细胞杀伤活性和细胞因子 IL-2 和 IL-
4。结果 与空白组比较,红芪和黄芪水提物均能提高巨噬细胞吞噬功能、脾 T淋巴细胞增殖能力和
NK细胞杀伤活性,促进细胞因子 IL-2和 IL-4的分泌(P <0. 05,P <0. 01)。与黄芪组比较,红芪中、高
剂量组的 T淋巴细胞增殖力、NK细胞活性和促进细胞因子 IL-2 和 IL-4 的分泌能力高于黄芪组(P <
0. 05,P <0. 01)。结论 红芪水提物对小鼠某些免疫功能的调节作用优于黄芪。
关键词:红芪;黄芪;自然杀伤细胞;白细胞介素-2;白细胞介素-4;小鼠
中图分类号:R285. 5
Difference between aqueous extracts of Hongqi (Radix Hedysari)and
Huangqi (Radix Astragali seu Hedysari)in influence on immune function
in mice*
HU Yan,CHENG Wei-dong#,LIU Xin,WANG Xue-xi
(Institute of Integrated Chinese and Western Medicine,Lanzhou University,Gansu 730000)
Abstract:Objective To study the difference between aqueous extracts of Hongqi (Radix Hedysari)and
Huangqi (Radix Astragali seu Hedysari) in influence on immune function in mice,and provide a
guideline for their clinical application. Methods Clear Kunming mice (n = 120)were randomly divided
into the Huangqi group (20 g /kg of Huangqi) ,low-dose,mid-dose and high-dose Hongqi groups
(10 g /kg,20 g /kg and 40 g /kg of Hongqi)and blank group (0. 02 mL /g of normal saline solution).
All mice were given relevant medicinal intragastrically once a day for 15 day. The indexes of spleen and
thymus,phagocytosis of macrophages,delayed allergy,proliferation of T cells,activity of natural killer
(NK)cells,and the levels of interleukin-2 (IL-2)and interleukin-4 (IL-4)were detected. Results
Compared with the blank group,aqueous extracts of Hongqi and Huangqi promoted the phagocytosis of
macrophages,proliferation of T cells,activity of NK cells,and secretion of IL-2 and IL-4 (P < 0. 05,P
< 0. 01). Compared with the Huangqi group,the proliferation of T cells,activity of NK cells and
secretion of IL-2 and IL-4 were higher in the mid-dose and high-dose Hongqi group (P < 0. 05,P <
0. 01). Conclusion The aqueous extract of Hongqi has a better regulation effect on the immune
function in mice than that of Huangqi.
Key words:Hongqi (Radix Hedysari) ;Huangqi (Radix Astragali seu Hedysari) ;natural killer cells;
interleukin-2;interleukin-4;mice
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第 34 卷第 9 期 2011 年 9 月
Vol. 34 No. 9 Sep. 2011
北京中医药大学学报
Journal of Beijing University of Traditional Chinese Medicine
红芪为豆科植物多序岩黄芪(Hedysarum poly-
botrys Hand-Mazz)的干燥根,其原植物与黄芪同科
不同属,属于甘肃的道地药材。中医用药常两者不
分,均具有益气、补血等功效,常用于治疗气虚乏力、
食少便溏、中气下陷等虚证,现代研究中多用于治疗
相关免疫功能低下的疾病。1977 年版中国药典仅
将红芪列入黄芪项下,作为黄芪种类来源收载。自
1985 年版中国药典开始,才将红芪单列为一种中
药。红芪与黄芪药典标准区别在于:显微鉴别方面,
红芪粉末为黄棕色,薄壁细胞含草酸钙方晶,而黄芪
粉末为黄白色,薄壁细胞含淀粉粒;在薄层鉴别方
面,黄芪含有黄芪甲苷,而红芪未含有。日本学者久
保道德从红芪中分离出黄芪中不存在的抗菌成分
1-3-羟基-9-甲氧基紫檀烷,为黄芪和红芪进一步鉴
别奠定了基础[1]。已有文献报道,红芪和黄芪对机
体免疫系统、神经系统、内分泌系统均有广泛的作
用,但他们对免疫功能影响的差异未见相关报道。
这里探讨红芪和黄芪对小鼠免疫功能调节作用的差
异,为进一步指导临床合理用药奠定基础。
1 材料
1. 1 动物
清洁级昆明种小鼠 120 只,雌雄各半,体重(18
±2)g,甘肃中医学院实验动物中心提供,动物合格
证号:SCXK (甘)2004-0006-0000183。
1. 2 药品与试剂
红芪和黄芪,均采自甘肃省陇西县首阳镇,经甘
肃农业大学蔺海明教授鉴定分别为红芪、黄芪药材。
MTT,Sigma公司产品;RPMI l640 培养基,华美公司
产品;DMSO,碧云天生物技术公司产品;小牛血清,
杭州四季青公司产品;小鼠白细胞介素-2(IL-2)、白
细胞介素-4(IL-4)ELISA 试剂盒,武汉博士德生物
工程有限公司。其他试剂为市售分析纯。
1. 3 主要仪器
超净工作台(中国苏州安泰空气技术有限公
司) ,二氧化碳培养箱(日本 SANYO 公司) ,倒置相
差显微镜(德国 Olympus 公司) ,iMark 全自动酶标
仪(美国 BOI-RAD 公司) ,细胞培养板及血球计数
板,TGL-16G-A 冷冻离心机(中国上海安亭科学仪
器厂) ,BP-221S电子天平(德国赛多利斯公司)。
2 方法
2. 1 药液制备方法
红芪水煎液的制备:称取 400 g 红芪,加水,浸
泡,微火煮沸 60 min,提取滤液后再将残渣加水,微
火煮沸 30 min,合并 2 次滤液,制成浓度分别为
0. 5、1. 0、2. 0 g /mL的药液,在 4 ℃冰箱冷藏,备用。
黄芪水煎液的制备:称取 200 g 黄芪,煎煮方法同
上,制成 1 g /mL药液,在 4 ℃冰箱冷藏,备用。
2. 2 分组与给药
60 只小鼠随机分为 5 组,12 只 /组,分别为:黄
芪组(20 g /kg黄芪) ,红芪低、中、高剂量组(10、20、
40 g /kg 红芪) ,空白对照组(0. 02 mL /g 生理盐
水)。所有动物 0. 02 mL /g 等体积灌胃给药,1 次 /
d,连续 15 d。
2. 3 小鼠脾脏指数和胸腺指数检测
停药次日处死动物,剖取脾脏和胸腺称重,计算
脾脏和胸腺指数:脏器指数 =脏器重量 /体重
2. 4 小鼠巨噬细胞吞噬功能检测
处死动物前 3 d,腹腔注射 6 %的无菌淀粉肉汤
1 mL /只,1 h 后眼眶静脉丛采血,中性红法检测腹
腔巨噬细胞吞噬功能,以 OD540 nm作为评价指标
[2]。
2. 5 T淋巴细胞增殖反应测定(MTT法)
处死动物后无菌取脾,置于盛有不含小牛血清
的 RPMI-1640 不完全培养液的平皿中,洗去血迹,
剪去筋膜组织,研压过滤,收集细胞悬液注入无菌离
心管中,破坏红细胞,不完全 RPMI-1640 液洗 2 次,
重新悬浮,调细胞数为 1 × 107 mL -1,取细胞悬液
100 μL加入 96 孔细胞培养板内,每样本设 8 个平
行孔。其中 4 孔加入含 ConA 的完全培养液(终浓
度为 5 mg /L)100 μL /孔,4 孔则只加完全培养液
100 μL /孔,于 37 ℃ 5% CO2 饱和湿度条件下培养
68 h,加 MTT(5 g /L)10 μL /孔,在振荡器上振荡混
匀,继续培养 4 h。细胞培养终止后,加 SDS 100
μL /孔,振荡混匀,静置数分钟,测 OD492 nm值。
2. 6 自然杀伤细胞(NK细胞)杀伤活性测定
制备脾细胞悬液作为效应细胞,靶细胞采用体
外传代的白血病细胞株 K562(1 × 105 mL -1) ,将小
鼠脾细胞和靶细胞各 0. 1 mL(E /T = 100∶ 1)加入 96
孔细胞培养板中,每份标本设 3 复孔;另将小鼠脾细
胞及完全 RPMI-1640 各 0. 1 mL加入 96 孔细胞培养
板中,每份标本设 3 复孔;同时加靶细胞 K562 及完
全 RPMI-1640 各 0. 1 mL于 96 孔细胞培养板中;并
设空白孔只加完全 RPMI-1640 0. 2 mL。振荡混匀,
放 37 ℃ 5% CO2 培养箱中培养 4 h,吸取各孔上清
0. 1 mL加于另一 96 孔细胞培养板中,加入 MTT(5
g /L)10 μL /孔,在振荡器上振荡混匀,37 ℃ 5%
CO2 培养箱中继续培养 4 h,细胞培养终止后,加
SDS 100 μL /孔,振荡混匀,静置数分钟,检测
OD570 nm值,计算 NK细胞杀伤活性。
426 北京中医药大学学报 第 34 卷
NK细胞
杀伤活性
(%)=实验孔OD值-效应细胞孔OD值
靶细胞孔OD值
×100%
2. 7 细胞因子 IL-2 和 IL-4 的测定
制备脾细胞悬液,破坏红细胞,以 RPMI-1640
液离心洗涤 2 次,用含 10% FCS的 RPMI-1640 完全
培养液调节细胞浓度 5 × 106 mL -1,加入 ConA 使最
终浓度为 10 mg /L,于 37 ℃ 5% CO2 饱和湿度条件
下分别培养 24 h(含有 IL-4)、48 h(含有 IL-2) ,收获
上清,冻存于 - 20 ℃备用。ELISA 法测定 IL-2 和
IL-4 含量。
2. 8 足跖增厚法检测迟发性变态反应
另取清洁级昆明种小鼠 60 只,分组方法同上。
末次给药后所有动物腹腔注射 0. 2 mL 5% SRBC致
敏,4 d后测量小鼠左后足跖厚度。测量部位足跖
再次注射 0. 2 mL 20% SRBC二次致敏,24 h后测量
足跖厚度,计算 2 次厚度差值,以足跖厚度增加值表
示迟发性变态反应能力。
2. 9 统计方法
结果用 SPSS 软件进行分析,数据以 珋x ± s 表示,
采用单因素方差分析进行方差齐性检验,多重比较
采用 LSD检验。
3 结果
3. 1 红芪和黄芪对小鼠脏器指数的影响
脾脏指数和胸腺指数是反映机体免疫功能的指
标。红芪组和黄芪组小鼠脾脏指数和胸腺指数均有
增加趋势,但无统计学意义,结果见表 1。
3. 2 小鼠腹腔巨噬细胞吞噬能力的变化
红芪高剂量组和黄芪组使小鼠腹腔巨噬细胞吞
噬功能增强,与空白组比较,具有统计学差异(P <
0. 05) ;红芪各剂量组与黄芪组结果相似,无统计学
差异。结果见表 1。
表 1 红芪和黄芪对小鼠脏器系数和巨噬细胞功能的影响(珋x ± s;n = 12)
Table 1 Influences of Hongqi and Huangqi on organ indexes and function of macrophages in mice(珋x ± s;n = 12)
组别
Groups
剂量
Dose
(g /kg)
胸腺指数
Thymus index
(mg /g)
脾脏指数
Spleen index
(mg /g)
巨噬细胞功能 OD540
The function of
macrophages
空白组 Blank group - 2. 385 ± 0. 445 2. 925 ± 0. 445 0. 398 ± 0. 040
黄芪组 Huangqi group 20 2. 565 ± 0. 345 3. 285 ± 0. 480 0. 437 ± 0. 041*
红芪低剂量组 Low-dose Hongqi group 10 2. 515 ± 0. 320 3. 135 ± 0. 485 0. 404 ± 0. 039
红芪中剂量组 Mid-dose Hongqi group 20 2. 685 ± 0. 390 3. 245 ± 0. 460 0. 425 ± 0. 041
红芪高剂量组 High-dose Hongqi group 40 2. 745 ± 0. 410 3. 320 ± 0. 510 0. 436 ± 0. 041*
F 1. 637 1. 346 2. 407
P 0. 178 0. 265 0. 060
注:与空白组比较* P < 0. 05。
Note:* P < 0. 05 compared with blank group.
3. 3 红芪和黄芪对迟发性变态反应、脾 T 淋巴细胞
增殖能力的影响
红芪各剂量组和黄芪组小鼠足跖肿胀程度有所
增加,与空白组比较,具有统计学差异(P < 0. 05,P
< 0. 01) ;红芪各剂量组与黄芪组结果相似,无统计
学差异。红芪各剂量组和黄芪组使小鼠 T 淋巴细
胞增殖能力提高,与空白组比较,具有统计学差异
(P < 0. 01)。同时,红芪中、高剂量组小鼠 T淋巴细
胞增殖能力高于黄芪组,与黄芪组比较,具有统计学
差异(P < 0. 05)。结果见表 2。
表 2 红芪和黄芪对小鼠 T淋巴细胞增殖能力和足跖厚度的影响(珋x ± s;n = 12)
Table 2 Influences of Hongqi and Huangqi on volar thickness and proliferation of T cells in mice (珋x ± s;n = 12)
组别
Groups
剂量
Dose(g /kg)
淋巴细胞增殖力
Proliferation of T cells (OD492)
足跖肿胀度
Volar swelling(mm)
空白组 Blank group - 0. 544 ± 0. 062 0. 31 ± 0. 12
黄芪组 Huangqi group 20 0. 641 ± 0. 061** 0. 51 ± 0. 15**
红芪低剂量组 Low-dose Hongqi group 10 0. 636 ± 0. 064** 0. 42 ± 0. 13*
红芪中剂量组 Mid-dose Hongqi group 20 0. 693 ± 0. 060**△ 0. 52 ± 0. 16**
红芪高剂量组 High-dose Hongqi group 40 0. 698 ± 0. 062**△ 0. 54 ± 0. 15**
F 5. 388 12. 073
P 0. 001 0. 000
注:与空白组比较* P < 0. 05 **P < 0. 01;与黄芪组比较△P < 0. 05。
Note:* P < 0. 05 **P < 0. 01 compared with blank group;△P < 0. 05 compared with Huangqi group.
526第 9 期 胡燕等 红芪和黄芪水提物对小鼠免疫功能影响的差异
3. 4 NK细胞杀伤活性、IL-2、IL-4 变化
红芪中、高剂量组和黄芪组 NK细胞活性增加,
与空白组比较,均有统计学差异(P < 0. 01) ;与黄芪
组比较,红芪中、高剂量组 NK细胞活性具有统计学
意义(P < 0. 05)。黄芪组和红芪各剂量组 IL-2 和
IL-4 水平均升高,与空白组比较,均有统计学差异
(P < 0. 01) ;与黄芪组比较,红芪中、高剂量组 IL-2
和 IL-4 水平高于黄芪组,具有统计学意义(P <
0. 05,P < 0. 01)。结果见表 3。
表 3 红芪和黄芪对小鼠 NK细胞杀伤活性和 IL-2 和 IL-4 水平的影响(珋x ± s;n = 12)
Table 3 Influences of Hongqi and Huangqi on activity of NK cells,and levels of IL-2 and IL-4 in mice(珋x ± s;n = 12)
组别
Groups
剂量
Dose(g /kg)
NK细胞杀伤活性
Activity of NK cells(%)
IL-2(ng /L) IL-4(ng /L)
空白组 Blank group - 23. 87 ± 4. 23 17. 17 ± 2. 01 31. 37 ± 4. 26
黄芪组 Huangqi group 20 25. 46 ± 3. 95 22. 34 ± 2. 24** 44. 59 ± 4. 02**
红芪低剂量组 Low-dose Hongqi group 10 26. 24 ± 4. 22 22. 08 ± 2. 21** 43. 38 ± 4. 16**
红芪中剂量组 Mid-dose Hongqi group 20 28. 79 ± 3. 93**△ 24. 89 ± 2. 36**△ 48. 18 ± 4. 14**△
红芪高剂量组 High-dose Hongqi group 40 29. 89 ± 4. 08**△ 25. 42 ± 2. 58**△ 52. 74 ± 4. 86**△△
F 4. 351 24. 521 41. 262
P 0. 004 0. 000 0. 000
注:与空白组比较**P < 0. 01;与黄芪组比较△P < 0. 05 △△P < 0. 01。
Note:**P < 0. 01 compared with blank group;△P < 0. 05 △△P < 0. 01 compared with Huangqi group.
4 讨论
据文献报道,红芪[3]、黄芪[4]及其有效提取物
均可以通过调节机体体液免疫、细胞免疫,来达到增
强机体免疫功能的能力。为了更好区别红芪和黄芪
药理作用,实验从免疫系统相关指标着手,综合比较
红芪和黄芪水提物对小鼠免疫功能的影响。实验主
要考察机体重要免疫器官胸腺和脾脏的脏器指数、
巨噬细胞吞噬能力、迟发性变态反应、T淋巴细胞增
殖反应和 NK细胞杀伤活性及相关重要细胞分泌因
子(IL-2、IL-4)的测定。结果表明红芪和黄芪均能
够通过增加小鼠胸腺和脾脏指数、促进巨噬细胞吞
噬功能、脾 T淋巴细胞增殖能力和 NK 细胞杀伤活
性、促进细胞因子 IL-2 和 IL-4 的分泌,来提高机体
的特异性和非特异性免疫功能,这些指标变化与相
关文献报道相符[3 - 4]。
IL-2 是机体免疫调节网络中的核心物质[5],IL-
4 是引导前体细胞向辅助性 T细胞分化的直接刺激
因子,对其测定可以了解机体辅助性 T 细胞应答模
式[6 - 7],二者均介导机体的特异性免疫。NK细胞是
机体重要的免疫细胞,主要介导机体的非特异性免
疫,与抗肿瘤、抗病毒感染和免疫调节有关,而且在
某些情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发
生。实验结果显示,与黄芪组比较,红芪中、高剂量
组在 T淋巴细胞增殖力、NK 细胞活性和促进细胞
因子 IL-2 和 IL-4 的分泌方面优于黄芪,这些结果提
示红芪在提高机体特异性免疫和非特异性免疫方面
均高于黄芪。
综上所述,红芪与黄芪同科异属,其药理作用相
似,均常用于治疗免疫低下的相关疾病。红芪和黄
芪对免疫系统均有不同程度调整作用,尤以红芪作
用为甚,具体指标变化在 T 淋巴细胞增殖力、NK 细
胞活性和细胞因子 IL-2、IL-4 分泌等方面。据此,红
芪在调节机体免疫功能方面优于黄芪,在治疗临床
免疫相关疾病时可以优选红芪。实验在比较红芪和
黄芪差别的基础上,为红芪临床合理应用提供了实
验依据,也为红芪药材的开发提供了理论依据。
参考文献:
[1]田宏印.红芪化学成分的研究现状[J].西北民族学院学
报,1996,17(1) :89 - 91.
[2]徐叔云.药理实验方法学[M]. 3 版. 北京:人民卫生出
版社,2002,1455.
[3]王玮,尤崇革,王裕.红芪总皂甙对小鼠免疫功能的增强
作用及其与 CaM水平的相关性[J]. 兰州大学学报:自
然科学版,2000,36(5) :107 - 111.
[4]高旭,李丽芬,刘斌钰.黄芪多糖对小鼠免疫功能影响的
实验研究[J].山西大同大学学报:自然科学版,2010,26
(4) :42 - 44,47.
[5]郑建华. 白介素-2 研究进展[J]. 海峡药学,2006,18
(4) :1 - 3.
[6]SORNSSE T,LARENAS PV,DAVIS KA,et al. Differentia-
tion and stability of T helper 1 and 2 cells derived from na-
ive human neonatal CD4 T cells,analyzed at the single-cell
level[J]. J Exp Med,1996,184(2) :473 - 483.
[7]KARINE S,ELODIE M,FABRINA G,et al. IL-4 directs
both CD4 and CD8 T cells to produce Th2 cytokines in
vitro,but only CD4 T cells produce these cytokines in re-
sponse to alum-precipitated protein in vivo[J]. Molecular
Immunology,2010,47 (10) :1914 - 1922.
(收稿日期:2011-03-20)
626 北京中医药大学学报 第 34 卷