霍 晶,宋新峰
白癜風(fēng)是一種由于黑素細(xì)胞選擇性破壞引起的特征性色素脫失斑,治療棘手,患者遍布世界各地,約占世界人口的1%~2%。我國(guó)中藥治療白癜風(fēng)歷史悠久,但中藥治療白癜風(fēng)的作用機(jī)制不清。以往研究大多集中在中藥對(duì)黑素細(xì)胞增生和對(duì)黑素細(xì)胞酪氨酸酶的激活,促進(jìn)黑素合成等方面[1,2]。但是白癜風(fēng)病變部位的復(fù)色是黑素細(xì)胞激活-移行-增生-合成黑素的一系列過程,而移行能力的改變?cè)诎遵帮L(fēng)發(fā)病和復(fù)色過程中尤為重要。本實(shí)驗(yàn)研究了中藥補(bǔ)骨脂素和女貞子對(duì)黑素細(xì)胞c-KIT 表達(dá)的影響及意義,探討中藥補(bǔ)骨脂素和女貞子治療白癜風(fēng)的可能機(jī)制。
小鼠B16 黑素瘤細(xì)胞株(中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞研究所),RPMI1640 培養(yǎng)基(美國(guó)Gibco 公司),10%胎牛血清(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所);兔抗c-KIT 抗體、β-肌動(dòng)蛋白抗體、二抗山羊抗兔抗體(Santa Cruz 公司);女貞子(北京同仁堂藥店),補(bǔ)骨酯素單體(monomer)(成都瑞芬思生物科技有限公司);Access RT-PCR system 試劑盒(美國(guó)Promega 公司),SDS-PAGE 膠(Invitrogen 公司),Bio-Rad 蛋白分析試劑盒,蛋白標(biāo)準(zhǔn)分子量(Bio-Rad 公司),96 孔培養(yǎng)板和Transwell 小室(上海生工生物技術(shù)服務(wù)有限公司)。
1.2.1 中藥提取和B16黑素瘤細(xì)胞培養(yǎng) ①中藥制備:女貞子4 g,經(jīng)70%乙醇60 ml 浸泡1周,加熱回流提取3次,提取液過濾并濃縮濃度為 500 g/L,一次性濾器過濾除菌,4℃貯存?zhèn)溆谩V兴巻误w補(bǔ)骨脂素以二甲基亞砜溶解至50 mmo1/L貯存液,–20 ℃凍存。藥物用時(shí)以RPMI1640培養(yǎng)基稀釋至所需濃度。②黑素瘤細(xì)胞培養(yǎng):小鼠B16黑素瘤細(xì)胞, RPMI1640培養(yǎng)基+10%胎牛血清,于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每3天換液1次。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,以1×105/ml接種于6孔板,細(xì)胞達(dá)50%融合時(shí)處理組加入中藥。女貞子用無血清 RPMI1640培養(yǎng)基稀釋,設(shè)定最終濃度梯度為 0.01、0.1、1.0 g/L;補(bǔ)骨脂素貯液用RPMI1640培養(yǎng)基稀釋至終濃度梯度為1.0×10-7mmol/L,1.0×10-6mmol/L和 1.0×10-5mmol/L。以不加藥物單純加培養(yǎng)基組作為空白對(duì)照組。
1.2.2 反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)測(cè)定c-KIT mRNA 表達(dá) 將B16 黑素瘤細(xì)胞以105個(gè)/ml 接種于培養(yǎng)板,24 h 后分別用含1.0×10-5mmol/L 的補(bǔ)骨脂素和1 g/L 女貞子的新鮮培養(yǎng)基換液1 次,72 h 后消化細(xì)胞(操作過程避光進(jìn)行),按照Trizol 試劑盒提供的說明書提取細(xì)胞總RNA。然后采用一步法RT-PCR 試劑盒進(jìn)行RT-PCR。引物(上海生工生物技術(shù)服務(wù)有限公司合成),c-KITm-F:5'-GGA AAG AAG ACA ACG ACA CG 3' ;c-KITm-R :5'-ACA GAC ACA ACA GGC ACA GC3'; 肌 動(dòng)蛋 白m-F:5'-TGG AAT CCT GTG GCA TCC ATG AAA C-3';肌動(dòng)蛋白m-R:5'-TAA AAC GCA GCT CAG TAA CAG TCC G-3'。
整個(gè)過程在DNA 擴(kuò)增儀中自動(dòng)完成。RT-PCR產(chǎn)物加入含溴化乙啶的2%瓊脂糖凝膠中電泳,電泳完畢后在凝膠掃描儀上觀察結(jié)果,拍照記錄并用Quantity One-4.3.0 軟件(Bio-Rad)對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行光密度分析。
1.2.3 蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)測(cè)定c-KIT 蛋白表達(dá) 用1.0×10-5mmol/L 的補(bǔ)骨脂素和1 g/L 女貞子處理黑素瘤細(xì)胞,培養(yǎng)3 d 后冰上收集、裂解細(xì)胞(操作過程避光進(jìn)行)。根據(jù)上清液中總蛋白的濃度,加蛋白上樣緩沖液,使樣品中總蛋白的濃度為20 μg/μl,進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn) PVDF 膜,用5%牛奶封閉。加入(1∶1 000)兔抗c-KIT 抗體,(1∶10 000)兔抗肌動(dòng)蛋白等抗體,4 ℃孵育過夜,繼而與1∶4 000的二抗羊抗兔抗體等室溫反應(yīng)1 h,常規(guī)洗膜?;瘜W(xué)發(fā)光法顯色、顯影、定影,讀取結(jié)果。用Quantity One-4.3.0 軟件讀取蛋白條帶的灰度值。
1.2.4 B16 黑素瘤細(xì)胞遷移功能測(cè)定 Transwell 小室用8.0 μm 微孔聚碳酸酯膜分成上下2 室,實(shí)驗(yàn)前1 d 取出上層小室,將小室底面的聚碳酸酯膜用FN包被,超凈臺(tái)室溫過夜晾干。將黑素瘤細(xì)胞接種于上層小室,嵌入Transwell 小室中,下層小室加入不同濃度藥物處理,培養(yǎng)20 h 后取出聚碳酸酯膜(操作過程避光進(jìn)行)。甲醇固定,甲苯胺藍(lán)染色,膜上層的黑素瘤細(xì)胞用棉拭擦去,遷移至膜下層細(xì)胞在高倍鏡下隨機(jī)選取4 個(gè)視野計(jì)數(shù),試驗(yàn)重復(fù)3 次。
計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差表示, 應(yīng)用SPSS15.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。兩樣本均數(shù)的比較采用成組t 檢驗(yàn)(two-sample group t-test)。多樣本均數(shù)的組間差異采用單因素方差分析(One-Way ANOVA),多樣本均數(shù)的兩兩比較采用Dunnett-t 檢驗(yàn),以P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
1.0×10-5mmol/L 補(bǔ)骨脂素處理組和1.0 g/L 女貞子處理組黑素瘤細(xì)胞的c-KIT mRNA 表達(dá)結(jié)果分別為(1.704±0.001)(IOD/Area)、(1.598±0.001)(IOD/Area),比對(duì)照組(0.812±0.001)(IOD/Area)增加了85.36%和67.52%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.36,P <0.05;t=2.78,P <0.05)。這表明補(bǔ)骨脂素和女貞子能促進(jìn)小鼠B16 黑素瘤細(xì)胞c-KIT 的mRNA 表達(dá)(圖1)。
圖1 RT-PCR測(cè)定補(bǔ)骨脂素和女貞子對(duì)黑素細(xì)胞c-KIT mRNA表達(dá)電泳圖
1.0×10-5mmol/L 補(bǔ)骨脂素處理組和1.0 g/L 女貞子處理組黑素瘤細(xì)胞c-KIT 的蛋白表達(dá)分別比對(duì)照組增加了119.78%和45.67%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.72,P <0.05;t=2.36,P <0.05)。這表明補(bǔ)骨脂素和女貞子能促進(jìn)小鼠B16 黑素瘤細(xì)胞c-KIT蛋白的表達(dá)(圖2)。
圖2 蛋白質(zhì)印跡法測(cè)定補(bǔ)骨脂素和女貞子對(duì)黑素瘤細(xì)胞c-KIT蛋白表達(dá)的電泳圖
補(bǔ)骨脂素1.0×10-7mmol/L 組,1.0×10-6mmol/L 組和 1.0×10-5mmol/L 組處理20 h 后,遷移到Transwell小室膜下層的B16 黑素瘤細(xì)胞個(gè)數(shù)每視野分別為(45.3±25.0)個(gè),(48.9±26.0)個(gè),(57.7±31.0)個(gè),對(duì)照組為(17.3±7.0)個(gè)。對(duì)組間均數(shù)比較采用單因素方差分析,結(jié)果顯示,組間差異顯著(F=10.562,P <0.05),與對(duì)照組兩兩比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.16,P <0.05;t=4.38,P <0.05;t=4.87,P<0.05),且與濃度增加呈劑量依賴性。
女貞子0.01 g /L 組,0.1 g /L 組和1.0 g /L 組處理20 h 后,遷移到Transwell 小室膜下層的黑素瘤細(xì)胞個(gè)數(shù)每視野分別為(46.6±24.0)個(gè),(50.7±23.0)個(gè),(56.7±36.0)個(gè),未用藥組為(17.3±7.0)個(gè)。對(duì)組間均數(shù)比較采用單因素方差分析,結(jié)果顯示,組間差異顯著(F=12.004,P <0.05),與對(duì)照組兩兩比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.22,P <0.05; t=4.56,P<0.05;t=4.79,P <0.05),且與濃度增加呈劑量依賴性。
白癜風(fēng)是一種常見的色素性皮膚病,其對(duì)美容所造成的損害嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)[3],窄譜中波紫外線(NB-UVB)對(duì)深膚色人種(主要是印度人)白癜風(fēng)是有效而安全的。但是,某些白癜風(fēng)患者單單依靠NB-UVB 治療是無效的,此種情況下,內(nèi)服或外用補(bǔ)骨脂素長(zhǎng)波紫外線(PUVA)照射能使白癜風(fēng)色素減退皮損復(fù)色,是較為理想的替代療法[4]。目前應(yīng)用傳統(tǒng)中藥治療白癜風(fēng)取得了明顯的療效,臨床上能觀察到白斑區(qū)復(fù)色、毛囊周圍出現(xiàn)色素島,提示與黑素細(xì)胞的遷移以及黑素合成有很大關(guān)聯(lián)[5]。
補(bǔ)骨脂素治療白癜風(fēng)的作用機(jī)制還不清楚。有研究表明補(bǔ)骨脂素可以刺激酪氨酸酶mRNA 轉(zhuǎn)錄起始的一種關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子-Mitf 的表達(dá)[6],并表明補(bǔ)骨脂素誘導(dǎo)黑素生成作用與蛋白激酶A(PKA)信號(hào)傳導(dǎo)途徑參與調(diào)節(jié)有關(guān)[7]。有研究發(fā)現(xiàn)中藥女貞子能激活酪氨酸酶,促進(jìn)黑素合成[8];進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)女貞子能促進(jìn)小鼠毛囊的生長(zhǎng)。白癜風(fēng)復(fù)色一方面是促使黑素細(xì)胞的活性增強(qiáng),黑素合成能力增強(qiáng);另一方面是促進(jìn)黑素細(xì)胞的遷移功能。因此綜合研究中藥補(bǔ)骨脂素和女貞子對(duì)黑素細(xì)胞遷移的影響,對(duì)深入探討中藥治療白癜風(fēng)的機(jī)制具有重要意義。
c-KIT 是一具有酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋白,對(duì)黑素細(xì)胞遷移和生長(zhǎng)存活有重要作用。Noriss 等[9]發(fā)現(xiàn)正常人也有一定水平的c-KIT 基因表達(dá),并指出可能與保持正常黑素細(xì)胞的分裂潛能有關(guān),c-KIT表達(dá)減少很可能會(huì)導(dǎo)致黑素細(xì)胞生長(zhǎng)存活缺陷,成為白癜風(fēng)皮損中黑素細(xì)胞丟失的一個(gè)主要原因。研究發(fā)現(xiàn),c-KIT 還能通過對(duì)酪氨酸酶蛋白磷酸化修飾,激活酪氨酸酶,促使黑素生成增加[10]。目前認(rèn)為白癜風(fēng)色素恢復(fù)的主要機(jī)制是毛囊外毛根鞘無黑素細(xì)胞激活合成黑素,并向表皮遷移所致。因此,c-KIT 在黑素細(xì)胞遷移,從而在白癜風(fēng)復(fù)色中發(fā)揮重要作用。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,不同濃度補(bǔ)骨脂素對(duì)B16 黑素瘤細(xì)胞遷移均有顯著促進(jìn)作用,且與濃度增加呈劑量依賴性關(guān)系。補(bǔ)骨脂素10-5mmol/L 劑量組促進(jìn)B16 黑素瘤細(xì)胞的c-KIT 蛋白表達(dá)增加119.78%。這提示臨床上補(bǔ)骨脂素治療白癜風(fēng)的有效機(jī)制可能與促進(jìn)c-KIT 表達(dá),從而促進(jìn)黑素細(xì)胞遷移有關(guān)。本研究還證實(shí),女貞子處理后B16 黑素瘤細(xì)胞的遷移能力顯著增強(qiáng),c-KIT 蛋白表達(dá)明顯增加,增幅達(dá)到45.67%,提示女貞子治療白癜風(fēng)的有效機(jī)制可能與促進(jìn)c-KIT 表達(dá),從而促進(jìn)黑素細(xì)胞遷移有關(guān)。
本研究闡明了補(bǔ)骨脂素和女貞子對(duì)B16 黑素瘤細(xì)胞遷移的具體分子作用機(jī)制,表明了補(bǔ)骨脂素和女貞子治療白癜風(fēng)有效性的作用機(jī)制;這為臨床篩選中藥治療白癜風(fēng)等色素性皮膚病的機(jī)制研究提供了新思路,為更加科學(xué)、合理、全面、有效地篩選針對(duì)色素性皮膚病的中藥奠定了基礎(chǔ)。
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