白仲杰,任群利,俸婷婷,趙 致,周 英,林 冰*
(1.貴州大學(xué)貴州省中藥民族藥創(chuàng)制工程中心,貴州 貴陽 550025;2.貴州省藥食同源植物資源研究開發(fā)中心,貴州 貴陽 550025)
灰氈毛忍冬 Lonicera macranthoides Hand-Mazz.屬于忍冬科忍冬屬常綠藤本植物,《中國藥典》2005年版一部將其作為新收載品種,與紅腺忍冬、華南忍冬一同列入新增的山銀花項(xiàng)下[1-2]。主要含綠原酸、木犀草素等成分,具有清熱解毒、抗菌消炎的功效。被廣泛應(yīng)用于癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫?zé)岚l(fā)病等疾病的治療[3-5]。在2005與2010年版《中國藥典》中,山銀花與金銀花藥用部位、性味歸經(jīng)、功能主治和用法用量都完全一致。
炎癥反應(yīng)作為眾多疾病的一個(gè)早期反應(yīng),在疾病的發(fā)生發(fā)展中占有著重要的位置,而巨噬細(xì)胞則是調(diào)節(jié)炎性疾病的一個(gè)靶細(xì)胞,當(dāng)免疫系統(tǒng)受到自身抗體或者特殊抗原的刺激時(shí),巨噬細(xì)胞釋放各種炎癥因子和趨化因子,如白介素(interleukin,IL-6)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF- α)、前列腺素 E2(prostaglandin E2,PGE2)等[6],引起細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)平衡失調(diào),在炎癥過程中起著重要的作用。目前關(guān)于山銀花對炎癥因子的調(diào)控作用的研究較少。本實(shí)驗(yàn)通過脂多糖(LPS)刺激RAW264.7小鼠巨噬細(xì)胞系建立炎癥細(xì)胞模型,測定灰氈毛忍冬不同極性萃取部位對該炎癥模型細(xì)胞中炎癥因子分泌量的影響,從細(xì)胞水平研究灰氈毛忍冬抗炎活性,為研究灰氈毛忍冬的抗炎活性及其作用機(jī)制提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
RAW264.7細(xì)胞系購自中國科學(xué)院昆明動物研究所細(xì)胞庫。
供試藥材灰氈毛忍冬來自于貴州,經(jīng)鑒定為忍冬科忍冬屬灰氈毛忍冬的花。а-MEM培養(yǎng)基、胎牛血清(fetal calf serum,F(xiàn)CS)、PBS、L- 谷氨酰胺、二甲基亞砜(DMSO)、脂多糖(LPS)、ELISA試劑盒(sigma)、地塞米松(sigma)。
高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司,1260);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器公司,RE-52AA);真空干燥箱(BZF-50 VACUUM OVEN);電子天平(FA1004);循環(huán)水式多用真空泵(GZX-9146MBE);低速大容量離心機(jī)(Heal Force Neofμge23R);CO2培養(yǎng)箱(3111,Thermo Fisher Scientific),倒置熒光顯微鏡(XD20-RFL,寧波舜宇儀器有限公司),超凈工作臺(SW-CJ-1FD,蘇州凈化設(shè)備有限公司);酶標(biāo)儀(1510,Thermo Fisher Scientific)。
取灰氈毛忍冬過2號篩粉末20 g,按1∶10的料液比加入200 mL 75%甲醇回流提取兩次,每次2 h,過濾后合并濾液,于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮成浸膏狀。然后加入200 mL蒸餾水溶解制成混懸液,依次加入100 mL石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、水飽和的正丁醇萃取,連續(xù)萃取2次,萃取剩余部分為水部分,回收各部位萃取溶劑于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干,再于真空干燥箱內(nèi)烘干。最終依照極性大小順序得到水、水飽和的正丁醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、石油醚等5個(gè)萃取部位樣品粉末。將5個(gè)萃取部位樣品粉末用DMSO溶解后,于實(shí)驗(yàn)前用а-MEM培養(yǎng)液分別配制成濃度為100、200、400 μg/mL的樣品溶液。
小鼠單核巨噬細(xì)胞系 RAW 264.7細(xì)胞在37℃、5%CO2條件下,用含10%胎牛血清的 α-MEM培養(yǎng)基培養(yǎng),2天換一次培養(yǎng)基,至對數(shù)生長期備用。
采用MTT法檢測不同極性萃取部位對RAW264.7細(xì)胞活性的影響。待RAW264.7細(xì)胞生長至對數(shù)期后,加1 mL 0.25%胰酶消化40 s,再加入3 mLα-MEM培養(yǎng)基吹打消化,調(diào)整細(xì)胞密度為8×105mL-1,接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔定容 100 μL。于37℃、5%CO2條件培養(yǎng)4 h 后,每孔加100 μL配制好的濃度分別為100、200和400 μg/mL的五個(gè)萃取部位的樣品溶液,同時(shí)設(shè)立正常組(只加細(xì)胞和培養(yǎng)基)、LPS組(加入LPS刺激)和調(diào)零孔(不加細(xì)胞,只加培養(yǎng)基),每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,同時(shí)每孔加100 μL濃度為 10 μg/mL的LPS刺激,于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)72 h加入20 μL濃度為5 mg/mL MTT溶液,37℃培養(yǎng)4 h后,小心吸取上清液,加入150 μL的DMSO,充分震蕩使結(jié)晶溶解后,于570 nm下測各孔的OD值,并計(jì)算細(xì)胞相對增殖率[7]。
細(xì)胞相對增殖率(%)=(實(shí)驗(yàn)孔-調(diào)零孔)/(對照孔-調(diào)零孔)×100%
待RAW264.7細(xì)胞生長至對數(shù)期后,加1 mL 0.25%胰酶消化40 s,再加入3 mL α-MEM培養(yǎng)基吹打消化,調(diào)整細(xì)胞密度為8×105mL-1,接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔定容100 μL。于37℃、5%CO2條件培養(yǎng)4 h后,每孔加100 μL配制好的濃度分別為100、200和400 μg/mL的五個(gè)萃取部位的樣品溶液,同時(shí)設(shè)立正常組、LPS組、地塞米松組(20 μg/mL)和調(diào)零孔,每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,同時(shí)每孔加100 μL濃度為10 μg/mL的 LPS刺激,于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后按照ELISA試劑盒說明書操作,檢測IL-6和TNF-α的表達(dá)量。
五個(gè)萃取部位對RAW264.7細(xì)胞相對增殖率的影響見表1。細(xì)胞毒性分級[8]見表2。
表1 五個(gè)極性萃取部位對RAW264.7細(xì)胞相對增殖率的影響(x- ± s,n=3)Tab.1 The effect of concentrations of five extraction parts with different polarities on the RGR of RAW264.7 cell(x-±s,n=3)
表2 細(xì)胞相對增殖率和細(xì)胞毒性分級Tab.2 Relative cell proliferation rate and cell toxicity grading
表3 五個(gè)極性萃取部位對RAW264.7細(xì)胞毒性分級Tab.3 Five polar extraction parts on the toxicity grading of RAW264.7 cell
由表1、2、3可知,五個(gè)萃取部位不同濃度(100、200、400 μg/mL)作用 RAW 264.7 細(xì)胞72 h,與正常組比較,水部位和水飽和正丁醇部位(200、400 μg/mL)對細(xì)胞的活力有一定的抑制,其細(xì)胞毒性分級為1,并且有濃度依賴性。而水飽和正丁醇部位(100 μg/mL)和其它組在此濃度下對細(xì)胞活力無抑制作用。說明在大的極性萃取部位,所含的多種化學(xué)成分對于RAW264.7細(xì)胞有相對較大的抑制作用。
IL-6標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果見圖1。
圖1 IL-6標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 IL-6 standard curve
由圖1可知,OD值在IL-6濃度為15 ng/L到480 ng/L范圍之間的線性關(guān)系良好,回歸方程為y=285.71x-51.26,相關(guān)系數(shù)R2=0.993 8。
TNF-α標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果見圖2。
圖2 TNF-α標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 TNF-αstandard curve
由圖2可知,OD值在TNF-α濃度為20 ng/L到640 ng/L范圍之間的線性關(guān)系良好,回歸方程為y=357.14x-66.86,相關(guān)系數(shù)R2=0.993 3。
五個(gè)部位、三個(gè)樣品濃度對RAW264.7細(xì)胞炎癥模型中IL-6和TNF-α的表達(dá)量的測定結(jié)果見表4和表5。表中IL-6和TNF-α的表達(dá)量用±s(ng/L)表示,組間的顯著性差異用one-way ANOVA顯著性分析。
表4 五個(gè)極性萃取部位不同樣品濃度對IL-6表達(dá)量的影響(x- ± s,n=3)Tab.4 The effect of concentrations of five polar extraction parts on the expression of IL-6(x- ± s,n=3)
由表4可知,LPS對照組IL-6的表達(dá)量極顯著性高于正常組的表達(dá)量,P<0.01;同時(shí)與LPS對照組IL-6表達(dá)量199.94 μg/mL相比,地塞米松組IL-6 表達(dá)量為137.88 μg/mL,P <0.01,說明地塞米松對IL-6表達(dá)量有極顯著地抑制作用;各個(gè)萃取部位中,除了石油醚部位(100 μg/mL)對IL-6表達(dá)量沒有顯著性的抑制作用外,石油醚部位(200 μg/mL)對IL-6表達(dá)量有顯著性的抑制作用,P<0.05;其它各個(gè)部位對IL-6表達(dá)量均有極顯著地抑制作用,P<0.01,并且其抑制作用都有濃度依賴性。相比較而言,其中以乙酸乙酯部位和二氯甲烷部位對IL-6表達(dá)量的抑制作用最為明顯。
由表5可知,LPS對照組TNF-α的表達(dá)量極顯著性高于正常組的表達(dá)量,P<0.01;同時(shí)與LPS對照組TNF-α表達(dá)量200.96 μg/mL相比,地塞米松組 TNF-α表達(dá)量156.98 μg/mL,P<0.01,說明地塞米松對TNF-α表達(dá)量有極顯著地抑制作用;各個(gè)萃取部位中,除了水部位(100 μg/mL)對TNF-α表達(dá)量沒有顯著性的抑制作用外,其它各個(gè)部位對IL-6表達(dá)量均有極顯著地抑制作用,P<0.01,并且其抑制作用都有濃度依賴性。相比較而言,其中以水飽和正丁醇部位和乙酸乙酯部位對TNF-α表達(dá)量的抑制作用最為明顯。
表5 五個(gè)極性萃取部位不同樣品濃度對TNF-α表達(dá)量的影響(x- ± s,n=3)Tab.5 The effect of concentrations of five polar extraction parts on the expression of TNF-α(x-±s,n=3)
4.1 RAW264.7細(xì)胞作為一種巨噬細(xì)胞,受到脂多糖外界刺激后能夠啟動體內(nèi)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,并啟動機(jī)體抵抗炎癥系統(tǒng)的功能[9]。RAW264.7細(xì)胞在受到LPS刺激后,通過脂多糖結(jié)合蛋白 CD14受體和Toll樣受體4等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,激活轉(zhuǎn)錄因子細(xì)胞核因子κB(NF-κB)和活化蛋白-1,引起各種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的過度表達(dá),觸發(fā)機(jī)體內(nèi)的炎癥瀑布連鎖反應(yīng),進(jìn)一步引起全身炎癥反應(yīng)綜合征[10]。
4.2 本實(shí)驗(yàn)選擇RAW264.7細(xì)胞作為研究對象,采用LPS刺激,建立炎癥模型以研究灰氈毛忍冬各個(gè)極性萃取部位對炎癥因子的調(diào)控。經(jīng)LPS刺激后,炎癥因子IL-6和TNF-α的表達(dá)量明顯上調(diào),表明此炎癥細(xì)胞模型成功構(gòu)建。在應(yīng)用灰氈毛忍冬各個(gè)極性萃取部位后,可以劑量依賴性的抑制炎癥因子IL-6和TNF-α的表達(dá),說明灰氈毛忍冬各個(gè)極性萃取部位均可通過抑制炎癥因子參與炎癥反應(yīng)的過程。
4.3 在此次實(shí)驗(yàn)之前,本課題組對NO的表達(dá)也進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)灰氈毛忍冬各個(gè)極性萃取部位對NO的表達(dá)有明顯的劑量依賴性和萃取部位的極性依賴性。表明灰氈毛忍冬各個(gè)極性萃取部位可以通過調(diào)控炎癥因子NO、IL-6和TNF-α的表達(dá)而參與炎癥反應(yīng)的過程。已知在巨噬細(xì)胞系統(tǒng)中有眾多的信號通路和炎癥介質(zhì)參與炎癥反應(yīng),如通過抑制信號通路 CD14[11]、PKC[12]、NF- κB[13]、AP-1等多層次、多靶點(diǎn)調(diào)控IL-6、TNF-α和IL-β等炎癥介質(zhì)的表達(dá),從而發(fā)揮抗炎作用?;覛置潭泻卸鄠€(gè)化學(xué)成分,其抗炎功效的具體有效成分,以及其保護(hù)作用是否涉及其他的分子作用機(jī)制,還有待繼續(xù)研究。
[1]中華人民共和國藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].一部.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:21.
[2]中華人民共和國藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].一部.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:28.
[3]蘇香萍,宋必衛(wèi),陳振華,等.CO2超臨界萃取金銀花揮發(fā)油工藝及抗炎活性研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2006,18(4):663-666.
[4]王朝暉,童巧珍,周日寶,等.湘蕾一號金銀花花蕾中揮發(fā)油組分的研究[J].湖南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(1):18-20.
[5]劉光海.金銀花多糖的提取精制及含量測定[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(11):33.
[6]代艷文,袁 丁,萬靜枝,等.竹節(jié)參總皂苷通過NF-κB通路對LPS致RAW264.7細(xì)胞炎癥的保護(hù)作用研究[J].中國中藥雜志,2014,39(11):2 076-2 080.
[7]吳秀榮,梅全喜,楊 華,等.白木香葉提取物對LPS誘導(dǎo)RAW264.7巨噬細(xì)胞炎癥因子的影[J].今日藥學(xué),2012,22(8):471-473.
[8]謝 勇,曾建偉,鄭燕芳,等.基于炎癥細(xì)胞模型的草珊瑚抗炎活性篩選[J].福建中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2010,20(5):35-38.
[9]MANIMTIM W M,HASDAY J D,HESTE R L,et al.Ureaplasma urealyticum modulates endotoxin-induced cytokine release by human monocytes derived from preterm and term newborns and adults[J].Infect Immun,2001,69(6):3 906-3 915.
[10]YAN G F,CONTOIS A S,F(xiàn)AN G L,et al.Nitric oxide derived nitrate anion contributes to endotoxic shock and multiple organ injury[J].Crit Care B,Actin Med,2002.30(3):650-654.
[11]Li S J,Cong B,Yan Y L,et al.Cholecystokinin octapeptide inhibits the in vitro expression of CD14 in rat pulmonary interstitial macrophages induced by lipopolysaccharide[J].Chin Med J,2002,115(2):276-279.
[12]Xu S J,Gao W J,Cong B,et al.Effect of cholecystokinin octapeptide on diacylglycerol-PKC signaling pathway in rat pulmonary interstitial macrophages induced by lipopolysaccharide[J].Acta Phamacol Sin,2005,26(12):1 497-1 504.
[13]Li S J,Yao Y X,Zhu G J,et al.Cholecystokinin octapeptide inhibits tumor necrosis factor- α transcription and nuclear factor- κB activity induced by lipopolysaccharide in rat pulmonary interstitial macrophages[J].Chin J Pathophysiol,2004,20(8):1 335-1 339.