趙銘宇,呂 波,李 灼,潘海云,劉桂蘭
(黑龍江省中醫(yī)藥科學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150036)
絕經(jīng)綜合征(menopause syndrome,MPS)的發(fā)生受性激素水平及中樞神經(jīng)遞質(zhì)變化影響。我國城市女性平均絕經(jīng)年齡(48.35±3.62)歲[1],據(jù)統(tǒng)計局網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示,2008 年我國45~59 歲的女性占女性總?cè)丝跀?shù)21%,而2020 年則升至24%,隨著人口老齡化進(jìn)程,以及諸如來自社會、家庭以及心理等因素影響[2],進(jìn)入圍絕經(jīng)期女性的比例逐年增長,女性平均有近30 年的時間在絕經(jīng)后度過[3],因此有效預(yù)防及改善絕經(jīng)綜合征癥狀,具有重大的社會意義。
目前越來越多與生殖內(nèi)分泌相關(guān)的基因被發(fā)現(xiàn),如Kisspeptin 基因等。Kisspeptin 基因是一類信號傳導(dǎo)神經(jīng)肽,由下丘腦Kiss-1 基因編碼,該基因可調(diào)節(jié)促性腺激素釋放激素分泌,與生殖功能密切相關(guān)[4]。KISS-1 基因與其受體GPR54 相結(jié)合后,刺激胞內(nèi)PLC-β 信號發(fā)送,使PIP2 代謝為二酰甘油(DAG)和肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)[5]。IP3 作為第二信使同IP3 受體(IP3R)相結(jié)合,引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上Ca2+的釋放,啟動細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng),通過鈣結(jié)合蛋白(CaM)等促進(jìn)下丘腦促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)的釋放[6]。
五加丹方具有滋補肝腎、調(diào)節(jié)陰陽、養(yǎng)血安神作用,上世紀(jì)九十年代始用于臨床,改善絕經(jīng)綜合征中多種癥狀表現(xiàn)尤其是烘熱汗出等療效顯著[7],本實驗試圖通過對Kiss-1 細(xì)胞內(nèi)因子PLC/IP3/CaM 通路的研究,觀察五加丹方對去卵巢模型大鼠GnRH 上游因子的干預(yù)作用,現(xiàn)報道如下。
SD 雌性大鼠64 只,鼠齡3~4 月(由長春億斯實驗動物技術(shù)有限責(zé)任公司提供),合格證號:SCXK(吉)2018-0007。動物飼養(yǎng)及處理嚴(yán)格參照黑龍江省中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,倫理委員會批準(zhǔn)編號:201908005。
五加丹方組成:刺五加50 g,生龍牡各60 g,丹參、炒酸棗仁各30 g,熟地25 g,枸杞子20 g,丹皮、赤芍、當(dāng)歸、地骨皮各15 g(門診中藥局提供)。更年安片(國藥準(zhǔn)字Z20073293)。戊酸雌二醇片(補佳樂)(批號:J20171038)。
大鼠PLC-β 試劑盒、IP3、IP3R 試劑盒、CaM 試劑盒購于南京建成生物工程研究所。GnRH 及Calmodulin(Affinity 中國),TRIpure、Super M-MLV等由北京百泰克生物技術(shù)有限公司提供。SYBR Green 由北京索萊寶科技有限公司提供。Exicycler 96 熒光定量PCR 儀(韓國BIONEER);Dyy-Ⅲ型電泳儀(北京六一)。
1.4.1 動物分組與造模 隨機將64 只大鼠分為正常組(NG)10 只、模型組(MG)10 只,五加丹方高(WH)、中(WM)、低劑量組(WL)各8 只;中藥對照組(TMC)及西藥對照組(WMC)各10 只。除NG組外,余各組大鼠采用腹腔麻醉,起效后仰臥位固定大鼠,逐層進(jìn)入腹腔,摘除雙側(cè)卵巢組織,消毒止血縫合,查驗無出血關(guān)腹。摘除卵巢并觀察體征3 d后,進(jìn)行陰道脫落細(xì)胞涂片每日1 次,以連續(xù)5 d 無規(guī)律動情周期出現(xiàn)則可判定模型復(fù)制成功[8]。
1.4.2 動物給藥及取材 造模成功后,換算給藥劑量,灌胃給藥濃度為WH 組:20 g/kg 生藥,WM 組:10 g/kg 生藥,WL 組:5 g/kg 生藥,TMC 組:更年安片0.56 g·kg-1·d-1,WMC 組:補 佳 樂 片0.1 mg·kg-1·d-1;NG 組、MG 組等劑量生理鹽水,給藥周期28 d。第29 日同前使用10%水合氯醛腹腔麻醉,無菌條件下處死大鼠并按照《大鼠腦立體定位圖譜》[9],迅速剝離出下丘腦弓狀核組織,立即用吸水紙吸凈表面水分及少許血液,當(dāng)即存放凍存管中,液氮保存并轉(zhuǎn)至-80 ℃冰箱備用。實驗初期,空白組灌胃死亡1 只。
1.4.3 ELISA 實驗過程 檢測時按照每1 g 與生理鹽水2 mL 的比例勻漿,3 500 r/min 20 min 制備組織勻漿液,并嚴(yán)格遵守ELISA 試劑盒要求操作,檢測各組大鼠腦組織勻漿中PLC-β1、IP3、IP3R 以及CaM 水平。
1.4.4 PCR 檢測 PCR 實驗流程及步驟:下丘腦組織勻漿后,利用Trizol 法提取總RNA,測定每組各樣本中RNA 濃度,反轉(zhuǎn)錄后取20 μL cDNA 樣本,-20 ℃凍存?zhèn)溆?。反?yīng)條件:預(yù)變性94 ℃,5 min;變性94 ℃,10 s;退火60 ℃,20 s;延伸72 ℃,30 秒,40 個循環(huán)。72 ℃,延伸2.5 min,40 ℃溫育,1 min 30 s,從60 ℃到94 ℃開始熔解,每秒1.0 ℃,25 ℃溫育1~2 min。熒光定量分析。每個樣本3 個復(fù)孔。
1.4.5 western-blot 檢測 裂解樣本,離心分離出蛋白質(zhì)抽提物,按照BSA 蛋白標(biāo)準(zhǔn)液,計算出樣本蛋白濃度。制備聚丙烯酰胺凝膠,分離膠濃度為12%、15%,調(diào)整電流至最大,電壓80 V,恒壓電泳2.5 h。轉(zhuǎn)膜電壓80 V,轉(zhuǎn)印1.5 h。5%(M/V)脫脂奶粉封閉后,TBST 搖床清洗。1∶(500~2 000)稀釋一抗。ECL 化學(xué)發(fā)光。將PVDF 膜進(jìn)行掃描,用凝膠成像處理系統(tǒng)分析目標(biāo)條帶的光密度值。
表1 引物序列Tab 1 Primer sequence
與NG 組相比,MG 組PLC-β1、CaM、IP3R 水平均顯著升高(P<0.01);MG 組IP3 水平明顯升高(P<0.05)。與MG 組 相 比 較,WMC 組PLC-β1 水 平顯著下降(P<0.01)。與MG 組相比,WH、WM 組PLC-β1 水 平 明 顯 下 降(P<0.05)。與MG 組 相 比較,WH、WM 組、WMC 組CaM 水平明顯下降(P<0.05)。與MG 組相比,WM 組IP3 水平顯著下降(P<0.01);WH 組、WMC、TMC 組的IP3 水平明顯降低(P<0.05)。與MG 組相比,WMC 組IP3R 水平明顯降低(P<0.01),WH 組IP3R 也明顯下降(P<0.05)。見表2。
表2 各組大鼠下丘腦勻漿PLC-β1、CaM、IP3、IP3R 水平比較(±s)Tab 2 Comparison of levels of PLC-β1,CaM,IP3 and IP3R in hypothalamus homogenate of rats in each group(±s)
表2 各組大鼠下丘腦勻漿PLC-β1、CaM、IP3、IP3R 水平比較(±s)Tab 2 Comparison of levels of PLC-β1,CaM,IP3 and IP3R in hypothalamus homogenate of rats in each group(±s)
注:與NG 組比較,*P<0.05,**P<0.01;與MG 組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01。
IP3R組別nPLC-β1CaM IP3 76.28±14.92 141.90±15.60**96.70±21.16▲105.05±3.96*136.30±22.60**113.91±23.93*89.29±18.97▲▲7.996 NG MG WH WM WL TMC WMCF9 1 0 8 8 8 1 0 10 1.18±0.64 2.57±0.81**1.51±0.64▲1.65±0.64▲2.02±0.41*1.90±0.56*1.43±0.60▲▲3.85 88.66±26.37 224.13±59.97**125.93±15.10▲149.29±47.44 185.91±41.09**149.37±16.61▲*102.47±53.79▲5.168 75.33±15.56 144.28±21.65*79.36±23.66▲78.62±16.79▲▲133.36±19.80*83.10±29.25▲70.58±15.56▲6.558
MG 組PLC-β1 mRNA、IP3R1 mRNA 的 表 達(dá)顯著高于NG 組(P<0.01);WH 組、WMC 組 PLC-β 1 mRNA、IP3R1 mRNA 的表達(dá)顯著低于MG 組(P<0.01),WM 組PLC-β1mRNA、IP3R1 mRNA 的表達(dá)也明顯低于MG 組(P<0.05)。TMC 組、WL 組與MG 組比較,PLC-β1 mRNA、IP3R1 mRNA 的表達(dá)無明顯差異(P>0.05)。見表3。
表3 各組大鼠下丘腦弓狀核GnRH、PLC-β1、IP3R1 mRNA 表達(dá)結(jié)果比較(±s)Tab 3 Comparison of the expression of GnRH,PLC-β1 and IP3R1 mRNA in hypothalamic arcuate nucleus of rats in each group(±s)
表3 各組大鼠下丘腦弓狀核GnRH、PLC-β1、IP3R1 mRNA 表達(dá)結(jié)果比較(±s)Tab 3 Comparison of the expression of GnRH,PLC-β1 and IP3R1 mRNA in hypothalamic arcuate nucleus of rats in each group(±s)
注:與NG 組比較,*P<0.05,**P<0.01;與MG 組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01。
組別NG MG WH WM WL TMCn9 1 0 8 8 8 1 0 PLC-β1 1.000±0.060 1.75±0.156**IP3R1 1.000±0.050 1.540±0.121**GnRH 1.000±0.060 2.363±0.406**WMCF10 1.09±0.030▲▲**1.44±0.101▲**1.59±0.101**1.51±0.105 **1.02±0.032▲▲1.070±0.036▲▲*1.293±0.087▲**1.430±0.171*1.205±0.011▲**1.030±0.026▲▲1.133±0.051▲▲*1.567±0.232▲*2.143±0.500*1.537±0.229▲*1.050±0.026▲▲*11.596 33.121 2.687
與NG 組比較,MG 組GnRH 蛋白、CaM 蛋白的表達(dá)顯著升高(P<0.01)。各給藥組GnRH 蛋白、CaM 蛋白的表達(dá)均低于MG 組(P<0.01),WL 組CaM 蛋白的表達(dá)也明顯下降(P<0.05)。見圖1,2及表4。
圖1 大鼠下丘腦GnRH 蛋白表達(dá)Fig 1 Expression of GnRH protein in rat hypothalamus
圖2 大鼠下丘腦CaM 蛋白表達(dá)Fig 2 Expression of CaM protein in rat hypothalamus
表4 各組大鼠下丘腦弓狀核GnRH、CaM 蛋白的WB結(jié)果灰度分析(±s)Tab 4 Analysis of GnRH and CaM proteins in hypothalamic arcaate nucleus of rats in each group by WB(±s)
表4 各組大鼠下丘腦弓狀核GnRH、CaM 蛋白的WB結(jié)果灰度分析(±s)Tab 4 Analysis of GnRH and CaM proteins in hypothalamic arcaate nucleus of rats in each group by WB(±s)
注:與NG 組比較,*P<0.05,**P<0.01;與MG 組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01。
CaM 1.00±0.000 2.65±0.043**1.35±0.009▲▲**1.69±0.011▲▲**2.62±0.042**2.23±0.033▲▲**1.07±0.006▲▲**104.578組 別NG MG WH WM WL TMC WMCFn9 1 0 8 8 8 1 0 10 GnRH 1.00±0.000 1.94±0.026**1.14±0.018▲▲**1.32±0.024▲▲**1.63±0.033▲▲**1.38±0.031▲▲**1.03±0.019▲▲*89.553
絕經(jīng)是女性必然經(jīng)歷的過程,由于機體激素水平及神經(jīng)遞質(zhì)的變化可引發(fā)一系列臨床癥狀,其中以血管舒縮及精神神經(jīng)癥狀早發(fā)高發(fā),重者可誘發(fā)焦慮抑郁等心理問題[10,11],所以對MPS 的防治尤為關(guān)鍵。中醫(yī)中藥治療MPS 療效好、副作用小,一直備受患者青睞[12]。
MPS 屬中醫(yī)學(xué)“經(jīng)斷前后諸癥”范疇[13],既往也將其按照兼癥不同,歸屬于中醫(yī)學(xué)“臟躁”、“心悸”、“失眠”、“百合病”等疾病中。本病病機主要責(zé)之于腎,腎氣虧虛、腎陰不足乃本病發(fā)病根本。乙癸同源,由于腎陰漸衰,終致水不涵木,傷津耗血,影響肝腎之陰。王孝瑩教授認(rèn)為機體陰陽失衡后出現(xiàn)的種種癥狀可按“婦人血勞”論治,并以油煎散主之[14]。原方主治婦人氣短困倦、烘熱汗出、困倦乏力等血風(fēng)勞癥狀。王師在原方基礎(chǔ)上加味,增入滋補肝腎、養(yǎng)血安神之品,成方五加丹方,臨床應(yīng)用30年,效果顯著。
MPS 所表現(xiàn)出諸如血管舒縮、精神神經(jīng)癥狀、睡眠障礙等等,并非單一由于體內(nèi)雌激素水平的下降所引起,而是由于機體多種神經(jīng)遞質(zhì)的改變所共同參與[15]。Kisspeptin 由下丘腦Kiss-1 基因所編碼,可以作用于下丘腦促性腺激素釋放激素GnRH 神經(jīng)元的上游,與GnRH 相應(yīng)受體GPR54 結(jié)合后刺激GnRH 的釋放,從而導(dǎo)致生殖軸一系列激素水平變化[16],與生殖功能等密切相關(guān)。本研究前期報道,去卵巢模型大鼠下丘腦Kiss-1、GPR54、GnRH mRNA 表達(dá)升高,五加丹方治療組有效降低其表達(dá),推測五加丹方下調(diào)GnRH mRNA 的表達(dá)是通過下調(diào)Kiss-1、GPR54mRNA 的表達(dá)所完成的。而Kisspeptin 通過與其受體GPR54 相結(jié)合,而后再與Gq/11α 蛋 白 結(jié) 合。PLC-β 及IP3 依 次 釋 放,IP3 與IP3 受體(IP3R)結(jié)合后啟動細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng),再 通 過CaM 等 促 進(jìn)GnRH 的 釋 放[6]。本 研 究 即 在前期研究基礎(chǔ)上,通過Kiss-1 細(xì)胞內(nèi)因子的轉(zhuǎn)導(dǎo)以探討五加丹方對GnRH 因子的影響。
實驗結(jié)果顯示,與NG 組相比,MG 組PLC-β1、IP3、IP3R、CaM 水平明顯升高;PLC-β1、IP3R1、Gn-RHmRNA 的表達(dá)也顯著升高;GnRH、CaM 蛋白的表達(dá)顯著升高。前期有關(guān)五加丹方的實驗研究證實,五加丹方可明顯降低去卵巢模型大鼠血清FSH水平,其中WH 組還可使雌性大鼠去勢后血清中升高的LH 水平降低;WH、WM 組可使去勢后雌性大鼠血清中降低的E2的水平升高。與MG 組比較,WH 組、WM 組 下 丘 腦 組 織 中Kiss-1、GPR54 mRNA 表達(dá)顯著降低(P<0.05),WH 組中GnRH mRNA 水平表達(dá)顯著降低(P<0.01)[17]??梢娙莺蟠笫笙虑鹉XGnRH 水平的升高與Kiss-1/GPR54通路中相關(guān)因子的變化趨勢成正相關(guān),并且與IP3/CaM 系統(tǒng)中的兩種因子表達(dá)的趨勢也相同。Kiss-1同GPR54 結(jié)合以后,最終使GnRH 受到激活。去勢大鼠血清FSH 以及LH 水平升高,促性腺激素的分泌可反饋調(diào)節(jié)使下丘腦Kiss-1/GPR54 系統(tǒng)中兩因子表達(dá)升高。經(jīng)五加丹方作用后,PLC-β/IP3/CaM通路中相關(guān)基因的表達(dá)均下調(diào),下丘腦組織中PLC-β1、IP3、IP3R 以 及CaM 的 水 平 均 有 所 降 低,PLC-β1、IP3R1 mRNA 的表達(dá)也有所降低,CaM 蛋白的表達(dá)下降,從而GnRH mRNA 和蛋白表達(dá)也下調(diào),促性腺激素FSH 和LH 水平降低,而后兩者的升高與MPS 諸多癥狀相關(guān)[6]。
人體代謝功能與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān),幾乎所有疾病的發(fā)生發(fā)展都與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過度或減弱、中斷有關(guān)[18]。對于五加丹方作用于絕經(jīng)期性腺和中樞各環(huán)節(jié)的分子機制仍有待于進(jìn)一步深入研究。
作者貢獻(xiàn)度說明:
趙銘宇:實驗設(shè)計,數(shù)據(jù)統(tǒng)計,撰寫論文;呂波:實驗造模,藥物干預(yù)及取材;李灼:指標(biāo)檢測;潘海云:文獻(xiàn)查閱;劉桂蘭:實驗數(shù)據(jù)審核,審閱。
所有作者聲明無利益沖突關(guān)系。