田瑞雪 孫耀宗 姚有昊 張子健 張繼民 宋維芳
免疫系統(tǒng)作為機(jī)體十分重要的系統(tǒng)發(fā)揮著免疫防御、免疫監(jiān)視及免疫自穩(wěn)的作用。環(huán)磷酰胺作為臨床常用的抗腫瘤化療藥,在抗腫瘤的同時會廣泛殺傷免疫細(xì)胞造成機(jī)體免疫低下,因此實(shí)驗中常被用來制造小鼠免疫低下模型[1,2]。當(dāng)免疫力低下時,機(jī)體不能及時清除衰老損傷突變細(xì)胞,不能及時清除入侵的病原體,導(dǎo)致腫瘤和感染的發(fā)生。因此提高機(jī)體免疫功能對于維持機(jī)體健康、抵御疾病具有重要意義,尤其是對化療后造成免疫低下的患者意義重大。
槲皮素是一種天然黃酮類化合物,其化學(xué)名為 3',4',3,5,7-五羥基黃酮,廣泛存在于許多植物的花、葉、果實(shí)中。槲皮素具有抗炎、抗過敏、抗病毒、抗腫瘤等多方面的藥理作用[3~6]。有研究表明槲皮素可以促進(jìn)正常小鼠T 細(xì)胞亞群分化,也可通過抑制病理性CD4+T 細(xì)胞治療自身免疫性心肌炎[7],對免疫細(xì)胞具有雙相調(diào)節(jié)作用[8]。Singh 等[9]研究發(fā)現(xiàn)槲皮素可以增強(qiáng)免疫低下小鼠Th2 細(xì)胞免疫。另有研究表明,黃酮類化合物可以促進(jìn)免疫細(xì)胞增殖,增強(qiáng)機(jī)體免疫力[10~12]。Fan 等[13]研究發(fā)現(xiàn),龍血竭總黃酮對免疫低下小鼠有免疫調(diào)節(jié)作用。Wu等[14]研究發(fā)現(xiàn),淫羊藿總黃酮對正常小鼠有免疫促進(jìn)功能。槲皮素作為一種重要的黃酮類化合物,是否對小鼠免疫功能具有調(diào)節(jié)作用,尤其是對免疫低下小鼠模型的作用未見報道。本實(shí)驗通過對環(huán)磷酰胺致免疫低下的小鼠外周血白細(xì)胞計數(shù),免疫器官指數(shù),T、B 細(xì)胞增殖功能,巨噬細(xì)胞吞噬能力,CD4比例及CD4/CD8 比值,脾淋巴細(xì)胞凋亡率檢測來探討槲皮素對免疫低下小鼠免疫功能的影響。
1.1 主要儀器及試劑 流式細(xì)胞儀,BECKMAN,美國;Eppendorf 微量移液器,德國;酶標(biāo)儀,MD,美國;顯微鏡,Leica,德 國;anti-mouse CD4 PE-Cy5、anti-mouse CD8a PE、為美國eBioscience 公司產(chǎn)品;AnnexinVFITC/PI 細(xì)胞凋亡試劑盒為北京四正柏生物公司產(chǎn)品;槲皮素(Quercetin,Que)購自上海生工生物公司;注射用環(huán)磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX)購自江蘇盛迪醫(yī)藥有限公司(批號:17032125);3-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(3-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromide,MTT)購自北京索萊寶公司;脂多糖(LPS)、刀豆蛋白A(ConA)為美國 Sigma 公司產(chǎn)品。
1.2 實(shí)驗分組 雄性 C57BL/6 小鼠30 只,6 周齡,體重(20±2)g,購自山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗動物中心,許可證號:SCXK(晉)2015-0001,合格證號:NO.16697。小鼠隨機(jī)分為正常對照組、CTX 組、Que 組,每組10 只。正常對照組、CTX 組小鼠灌胃NS(每日0.2ml/只),參照文獻(xiàn)[15],Que 組小鼠灌胃Que 80mg/kg(每日0.2ml/只),連續(xù)灌胃20 天。第16 天,除正常對照組外其余兩組小鼠連續(xù)3 天腹腔注射CTX 50mg/kg。
1.3 觀察指標(biāo)及檢測方法 小鼠眼球采血20μl,加入 380μl 白細(xì)胞稀釋液(2%的冰醋酸)中,吹打均勻,改良牛鮑計數(shù)板充池進(jìn)行白細(xì)胞計數(shù)。
小鼠稱重記錄后處死,解剖取胸腺、脾臟,電子秤稱重。計算胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)。脾臟指數(shù)=脾臟質(zhì)量(mg)/小鼠體質(zhì)量(g)×10;胸腺指數(shù)=胸腺質(zhì)量(mg)/小鼠體質(zhì)量(g)×10。
收集小鼠脾細(xì)胞,調(diào)脾細(xì)胞濃度為1×105/ml,取100μl 于96 孔板,分別加入含ConA(終濃度為 5μg/ml)和LPS(終濃度為10μg/ml)的RPMI1640培養(yǎng)液100μl(設(shè)3 個復(fù)孔),同時設(shè)陰性對照,細(xì)胞培養(yǎng)72h 后加MTT(5mg/ml)20μl/孔,繼續(xù)培養(yǎng) 4h,離心培養(yǎng)板,棄上清,加二甲基亞砜150μl/孔,振蕩,570nm 測OD 值,檢測T、B 細(xì)胞增殖功能結(jié)果以刺激指數(shù)表示。刺激指數(shù)(SI)=刺激孔(加 ConA 或LPS)OD 值/對照孔OD 值。
末次給藥前兩天,小鼠腹腔注射6%無菌淀粉溶液2ml,隔日處死小鼠,腹壁開小孔,生理鹽水反復(fù)吹吸收集腹腔懸液,離心收集細(xì)胞,6 孔板貼壁 3h,收集貼壁細(xì)胞,RPMI1640 培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞數(shù)為1×105/ml。取100μl 于96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中孵育3h(設(shè)3 個復(fù)孔),棄上清,加0.1%的中性紅溶液200μl/孔,繼續(xù)孵育30min,棄上清后PBS 洗滌2次,加細(xì)胞解液(乙醇∶乙酸=1∶1)200μl/孔,過夜,490nm 測OD 值,檢測巨噬細(xì)胞吞噬功能。
收集小鼠脾細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×107/ml,取100μl 加CD4 和CD8a 熒光抗體孵育0.5h,PBS 洗滌后200μl PBS 重懸,流式細(xì)胞儀檢測CD4 比例及CD4/CD8 比值。取100μl 細(xì)胞加Binding buffer 100μl,加入5μl Annexin-V 和10μl PI 染色,流式細(xì)胞儀檢測脾淋巴細(xì)胞凋亡。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 17.0 分析數(shù)據(jù),計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗和方差分析,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 白細(xì)胞計數(shù)及免疫器官指數(shù) 白細(xì)胞計數(shù)及免疫器官指數(shù)檢測結(jié)果顯示,與CTX 組相比,Que 組的外周血白細(xì)胞計數(shù)、體重及脾臟指數(shù)均增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與正常對照組相比,Que 組的外周血白細(xì)胞計數(shù)、體重及胸腺指數(shù)均降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。
2.2 T、B 細(xì)胞增殖及巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)果 MTT 法檢測脾淋巴細(xì)胞增殖結(jié)果顯示,與CTX 組相比,Que 組的T 細(xì)胞增殖指數(shù)增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),B 細(xì)胞增殖指數(shù)及巨噬細(xì)胞吞噬功能則無顯著差異。與正常對照組相比,Que 組的T 細(xì)胞和B 細(xì)胞增殖指數(shù)及巨噬細(xì)胞吞噬功能差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表1 各組小鼠白細(xì)胞計數(shù)及免疫器官指數(shù)檢測結(jié)果(±s,n=10)
表1 各組小鼠白細(xì)胞計數(shù)及免疫器官指數(shù)檢測結(jié)果(±s,n=10)
注:與正常對照組相比,aP<0.05;與CTX 組相比,bP<0.05
組別 白細(xì)胞計數(shù)(×109/L) 體重(g) 胸腺指數(shù) 脾臟指數(shù)正常對照組 9.90±1.26 22.51±1.90 31.01±5.38 31.16±3.12 CTX 組 4.27±0.57a 17.44±0.53a 19.16±4.23a 20.60±3.58a Que 組 6.94±2.19ab 19.92±1.49ab 23.15±6.72a 27.42±7.02b
表2 T、B 細(xì)胞增殖及巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)果(±s,n=10)
表2 T、B 細(xì)胞增殖及巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)果(±s,n=10)
注:與CTX 組相比,aP<0.05;與正常對照組相比,bP<0.05
組別 T 細(xì)胞(SI) B 細(xì)胞(SI) Mac(OD490nm)正常對照組 1.48±0.38 1.52±0.21 0.31±0.12 CTX 組 1.08±0.08b 1.03±0.14b 0.15±0.43b Que 組 1.37±0.12a 1.36±0.39 0.25±0.11
2.3 CD4,CD8 及CD4/CD8 檢測結(jié)果 流式細(xì)胞術(shù)檢測脾淋巴細(xì)胞CD4、CD8 結(jié)果顯示,與CTX 組相比,Que 組的CD4 細(xì)胞比例及CD4/CD8 比值增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與正常對照組相比,Que 組的CD4 細(xì)胞比例及CD4/CD8 比值降低,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
表3 CD4,CD8,CD4/CD8 檢測結(jié)果(%,n=10)
2.4 脾淋巴細(xì)胞凋亡結(jié)果 流式細(xì)胞術(shù)Annexin-V和PI 雙染法檢測脾淋巴細(xì)胞凋亡結(jié)果顯示,正常對照組凋亡細(xì)胞比例為(0.76±1.1)%,CTX 組為(12.1±2.2)%,Que 組為(9.1±1.7)%。與CTX 組相比,Que 組的脾淋巴細(xì)胞凋亡比例降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與正常對照組相比,Que 組的脾淋巴細(xì)胞凋亡比例升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與正常對照組相比,CTX 組比例升高(P<0.05)。
胸腺和脾臟是重要的外周免疫器官。胸腺是T 淋巴細(xì)胞分化成熟的主要場所,胸腺刺激T 淋巴細(xì)胞后成為具有免疫活性的T 淋巴細(xì)胞,主要參與細(xì)胞免疫。脾臟含有T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞,是漿細(xì)胞分化產(chǎn)生抗體、淋巴細(xì)胞遷移和接受抗原刺激后發(fā)生免疫應(yīng)答的重要場所,參與細(xì)胞免疫和體液免疫。CD4 比例及CD4/CD8 比值可以反映機(jī)體免疫狀況,當(dāng)腫瘤及免疫低下發(fā)生時,CD4 比例及 CD4/CD8 比值降低,當(dāng)自身免疫病發(fā)生時CD4 比例及CD4/CD8 比值升高。巨噬細(xì)胞吞噬功能也能較好地反映機(jī)體免疫狀態(tài)。機(jī)體免疫功能低下時也會出現(xiàn)淋巴細(xì)胞增殖功能降低,凋亡增加。故本實(shí)驗選擇檢測白細(xì)胞數(shù)量、免疫器官指數(shù)、脾淋巴細(xì)胞增殖率、巨噬細(xì)胞吞噬功能、CD4 比例及CD4/CD8比值及淋巴細(xì)胞凋亡率來反映免疫功能情況。
CTX 作為抗代謝促凋亡化療藥已經(jīng)廣泛用于各種腫瘤的治療中,但其在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時會廣泛殺傷正常的免疫細(xì)胞,造成嚴(yán)重的免疫抑制,患者繼發(fā)免疫紊亂及感染,嚴(yán)重者危及生命。聯(lián)合其他藥物使用,殺傷腫瘤細(xì)胞的同時減輕免疫抑制等嚴(yán)重的副作用是腫瘤臨床治療亟待解決的問題。Que是一種黃酮類化合物,廣泛存在于瓜果蔬菜中。已有各種研究表明,槲皮素具有促進(jìn)免疫細(xì)胞增殖、增強(qiáng)免疫力的作用。本研究采用50mg/kg CTX 連續(xù)3 天腹腔注射建立小鼠免疫低下模型。研究結(jié)果顯示CTX 可顯著降低小鼠外周血白細(xì)胞數(shù)量,降低胸腺及脾指數(shù);降低T、B 細(xì)胞增殖指數(shù);降低巨噬細(xì)胞吞噬能力;降低脾淋巴細(xì)胞CD4 比例及CD4/CD8 比值;促進(jìn)淋巴細(xì)胞凋亡,表明采用50mg/kg CTX 連續(xù)3 天腹腔注射可建立免疫低下小鼠模型,該結(jié)果與 CTX 抗代謝促凋亡的藥理作用一致。80mg/kg Que灌胃治療后可顯著升高外周血白細(xì)胞數(shù)量、胸腺及脾指數(shù);升高脾淋巴細(xì)胞CD4 比例及CD4/CD8 比值;促進(jìn)T、B 細(xì)胞增殖;提高巨噬細(xì)胞吞噬功能;降低淋巴細(xì)胞凋亡比率,有效改善小鼠免疫低下狀態(tài)。
由于Que 生物利用度低、水溶性差、代謝速度快及酶促降解等問題,動物體內(nèi)研究其抗炎及抗腫瘤功效時均發(fā)現(xiàn)小劑量效果低于中劑量甚至沒有效果[16],因此本實(shí)驗采用大多數(shù)實(shí)驗使用的80mg/kg 的中劑量,高劑量Que 的療效有待進(jìn)一步研究。近年來,與Que 羥基反應(yīng)生成醚和酯、羰基氧的取代、與金屬形成配合物等槲皮素衍生物的出現(xiàn),為Que 生物利用度低這一問題提供了較好的解決方案。