降央澤仁 黃 茜 黃曉芹
成都中醫(yī)藥大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院,四川 成都 610075
低出生體重小鼠模型制備及左、右歸丸對其骨髓細(xì)胞數(shù)量及功能的影響
降央澤仁 黃 茜 黃曉芹
成都中醫(yī)藥大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院,四川 成都 610075
目的:研究左、右歸丸對先天之精不足之低出生體重小鼠骨髓細(xì)胞數(shù)量及功能的影響,探究左、右歸丸補(bǔ)腎作用的生物學(xué)實質(zhì)。方法:通過孕鼠饑餓法得到低出生體重小鼠,仔鼠自5~10周,分別灌胃左、右歸丸后,檢測骨髓有核細(xì)胞數(shù)、骨髓各系造血祖細(xì)胞集落產(chǎn)率、骨髓基質(zhì)細(xì)胞粘附能力并與正常和灌胃生理鹽水及未灌胃組比較。結(jié)果:模型組新生仔鼠體重極顯著低于正常組新生仔鼠;各模型組的骨髓有核細(xì)胞數(shù)均低于正常小鼠;右歸丸組的骨髓有核細(xì)胞數(shù)量顯著高于生理鹽水組;模型小鼠各組的CFU-GM、CFU-E、BFU-E祖細(xì)胞集落產(chǎn)率和生理鹽水組、空白組的CFU-Meg集落產(chǎn)率均極顯著低于正常小鼠;右歸丸組CFU-GM集落產(chǎn)率、左歸丸CFU-E、CFU-Meg集落產(chǎn)率分別高于生理鹽水組;基質(zhì)細(xì)胞體外培養(yǎng)的7、14、21天,空白組和生理鹽水組的基質(zhì)細(xì)胞黏附能力均顯著低于正常組,在第7天,左、右歸丸組基質(zhì)細(xì)胞黏附能力均顯著低于正常組、顯著高于模型空白和模型鹽水組;在14天和21天時,左右歸丸組與正常組相比無差異;且在14天時,右歸丸高于生理鹽水組;在21天時,左、右歸丸組均高于生理鹽水組。結(jié)論:孕鼠饑餓法得到的低出生體重小鼠骨髓細(xì)胞數(shù)量和部分功能顯著低于正常小鼠,左、右歸丸能不同程度、不同角度地促進(jìn)低出生體重小鼠骨髓細(xì)胞數(shù)量提高和功能恢復(fù)。這可能是左、右歸丸對先天之精不足小鼠發(fā)揮“補(bǔ)腎”作用的途徑之一。
低出生體重;小鼠模型;左歸丸;右歸丸;骨髓細(xì)胞
近年來,部分學(xué)者開始注意到干細(xì)胞與先天之精間的相似性,從干細(xì)胞角度對先天之精和腎為先天之本的理論進(jìn)行了討論[1-4],提出了從干細(xì)胞角度探討腎精和腎為先天之本的思路。我們在這一理論指導(dǎo)下,研究了中醫(yī)常用補(bǔ)益劑左、右歸丸對低出生體重的先天不足小鼠骨髓細(xì)胞的影響,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
1.1 實驗動物 10周齡C57BL6J小鼠,購買于四川大學(xué)實驗動物中心。
1.2 主要藥品及試劑 左歸丸:河南省宛西制藥股份有限公司,國藥準(zhǔn)字Z41020696,右歸丸:河南省宛西制藥股份有限公司,國藥準(zhǔn)字Z41022170,IMDM培養(yǎng)基:美國Invitrogen公司,馬血清:北京元亨圣馬生物技術(shù)研究所,重組人促紅細(xì)胞生成素:上海普欣生物技術(shù)有限公司,重組小鼠白細(xì)胞介素-3,重組小鼠粒單系集落刺激因子:Peprotech,重組小鼠促血小板生成素:Peprotech,瓊脂粉:日本Solarbio公司。
1.3 儀器設(shè)備 CO2培養(yǎng)箱:MCD-15A型,日本SANYO公司;超凈工作臺:SW-CJ-2FD型,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;倒置相差顯微鏡:Olympus IMT-2型;24-48孔細(xì)胞培養(yǎng)板:加拿大JET Biochemical Int′l;Inc,等。
1.4 低出生體重小鼠模型的制備 綜合參考劉殿峰[5]、程志清[6]等人的方法進(jìn)行,具體操作見表1。
1.5 動物分組及處理 5周齡正常幼鼠(雌雄隨機(jī))為正常組、5周齡模型幼鼠(雌雄隨機(jī))分為空白組、左歸丸組、右歸丸組、生理鹽水組,每組10只。除正常組、空白組外,其余各組分別灌胃生理鹽水、左歸丸(3.0g· kg-1)、右歸丸(3.0 g·kg-1)和等體積生理鹽水,bid×5周。最后一次灌胃后24小時,處死小鼠,分離小鼠股骨骨髓細(xì)胞(bone marrow cell,BMC),分別進(jìn)行骨髓有核細(xì)胞計數(shù)、常規(guī)祖細(xì)胞集落培養(yǎng)計數(shù)和基質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)。在基質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)第7d、14d、21d進(jìn)行基質(zhì)細(xì)胞的粘附力測定。測定時吸出培養(yǎng)液,PBS輕輕沖洗2次,去除懸浮細(xì)胞后,各孔加入細(xì)胞密度為5×105/ml正常小鼠BMC 1ml,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)2h后,用培養(yǎng)液輕輕沖洗2次,收集并計數(shù)未粘附的BMC,按下列公式計算骨髓基質(zhì)細(xì)胞對正常BMC的粘附能力:
粘附力=(1-未粘附細(xì)胞數(shù)/5×105)×100%
表1 低出生體重小鼠模型的制備過程
1.6 實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 實驗結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,多組間比較用單因素方差分析,P<0.05視為有顯著性差異。
2.1 低出生體重小鼠造模結(jié)果 實驗中得到的正常組新生仔鼠和模型組新生仔鼠,體重分別為1.489±0.165和1.259±0.128(g/只),P<0.01。
2.2 骨髓有核細(xì)胞數(shù)的變化(見表2)
表2 灌胃左、右歸丸后低出生體重小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)(×109個)
可見,低出生體重小鼠的骨髓有核細(xì)胞數(shù)均低于正常小鼠(P<0.01);灌胃左歸丸后,低出生體重小鼠的骨髓有核細(xì)胞數(shù)量顯著高于空白組但與生理鹽水組相比無顯著差異(P>0.05);灌胃右歸丸組則顯著高于空白組和生理鹽水組(P<0.05)。2.3 骨髓祖細(xì)胞集落產(chǎn)率變化 粒-巨噬系祖細(xì)胞(Clony Forming Unit-Granulocyte,Macrophage,CFU-GM)、晚期紅系祖細(xì)胞(Colonies Forming Unit-Erythrocyte,CFUE)、早期紅系祖細(xì)胞(Burst Forming Unit-Erythrocyte,BFU-E)、巨核系祖細(xì)胞(Colonies Forming Unit- Megakaryocye,CFU-Meg)集落產(chǎn)率變化見表3。
從表中可以看出:模型小鼠各組的CFU-GM、CFUE、BFU-E祖細(xì)胞集落產(chǎn)率均極顯著低于正常小鼠(P<0.01);右歸丸組CFU-GM集落產(chǎn)率高于模型空白和模型鹽水組(P<0.05);左歸丸CFU-E集落產(chǎn)率高于模型空白和模型鹽水組(P<0.05);生理鹽水組和空白組的CFU-Meg集落產(chǎn)率顯著低于正常小鼠(P<0.05),但左、右歸丸組與正常小鼠相比無顯著差異(P>0.05),左歸丸組的CFU-Meg集落產(chǎn)率還顯著高于生理鹽水組(P<0.05)。
表3 灌胃左、右歸丸后低出生體重小鼠骨髓造血祖細(xì)胞集落產(chǎn)率(/5×410BMC)
表4 灌胃左、右歸丸后低出生體重小鼠骨髓基質(zhì)細(xì)胞粘附能力(±s)%
表4 灌胃左、右歸丸后低出生體重小鼠骨髓基質(zhì)細(xì)胞粘附能力(±s)%
*:p<0.05,與正常組相比,△:p<0.05,與模型空白組相比,☆:p<0.05,與生理鹽水相比
組別 正常 空白 生理鹽水 左歸丸 右歸丸7d 30.07±3.50 22.41±4.17* 21.94±5.07* 20.07±6.77*△☆ 29.35±5.89△☆*14d 34.27±3.77 22.10±4.60* 23.18±6.34* 29.90±6.75△ 31.21±7.88△☆21d 34.02±4.02 22.48±5.36* 21.98±4.92* 30.05±9.01☆ 32.201±7.22△☆
2.4 骨髓基質(zhì)細(xì)胞黏附力 可見,在各個時間點,空白組和生理鹽水組的基質(zhì)細(xì)胞對正常骨髓細(xì)胞的黏附能力均顯著低于正常組(P<0.05),在培養(yǎng)第7天,左、右歸丸組基質(zhì)細(xì)胞黏附能力均顯著高于模型空白和模型鹽水組(P<0.05),但均顯著低于正常組(P<0.05);在培養(yǎng)第14天和21天時,時,左右歸丸組與正常組相比無差異(P>0.05);在14天時,左歸丸高于空白組,右歸丸高于空白和生理鹽水組(P<0.05);在21天時,左歸丸高于生理鹽水,右歸丸高于空白和生理鹽水組(P<0.05)。詳見表4。
祖國醫(yī)學(xué)認(rèn)為:腎中所藏先天之精,稟受于父母,與生俱來,是人類生命的本原,“人始生,先成精”,故腎為先天之本。在胚胎發(fā)育和臟腑器官形成乃至于出生后的生命歷程中,先天之精不斷地由腎輸注于各臟腑器官,在后天之精的充養(yǎng)下,維持著各個臟腑組織器官的形態(tài)和功能穩(wěn)定,若先天之精異常,則會導(dǎo)致稟賦異常,繼而產(chǎn)生相應(yīng)的出生缺陷[7]。低體重兒是由于母親在懷孕后熟人,營養(yǎng)不良或疾結(jié)果病因素等安排導(dǎo)致協(xié)和胎兒發(fā)育遲緩,在出生時體重過低,見到皮下脂肪少,保溫能力拼命差,呼吸機(jī)能和代謝機(jī)能溝通弱,窮人專門容易感染疾病,死亡率比體重副作用正常的新生兒高,其智力發(fā)展也會受到一定的影響[8]關(guān)系。因此“低出生體重”是一種典型的先天之精不足導(dǎo)致的出生缺陷。
我們采用孕鼠饑餓法對受孕前后的雌鼠進(jìn)行飲食限制,結(jié)果得到的新生小鼠平均體重顯著低于正常新生小鼠,正常喂養(yǎng)10周后,低出生體重小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)、骨髓CFU-GM、CFU-E、BFU-E祖細(xì)胞集落產(chǎn)率、骨髓基質(zhì)細(xì)胞體外培養(yǎng)的7、14、21天的黏附能力均顯著低于正常組,提示用孕鼠饑餓法可以得到出生體重和我們所檢測的部分生理指標(biāo)均低于正常組的“先天之精不足”小鼠。
最原始的干細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞,又稱為全能干細(xì)胞,其稟受于父母,父母的生殖之精結(jié)合為受精卵,再由受精卵分裂出胚泡的內(nèi)細(xì)胞群,新個體所有的組織細(xì)胞均由該群細(xì)胞分化、分裂而來,其中任何一個內(nèi)細(xì)胞群的細(xì)胞在適宜的條件下均可分化成為身體的任何一種組織細(xì)胞,故該群細(xì)胞被稱為胚胎干細(xì)胞或全能干細(xì)胞。隨著胚胎的發(fā)育和臟腑器官的分化和成熟,胚胎干細(xì)胞逐漸失去了全面分化的能力,而逐漸遷移到各種器官組織中(五臟皆藏先天之精和后天之精)成為特定的組織干細(xì)胞(造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、生殖干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞等),組織干細(xì)胞通過分裂和多向分化,成為這些組織器官生長、發(fā)育、修復(fù)的原始基礎(chǔ)(先天生后天)。組織干細(xì)胞在后天所得到的水谷精微的充養(yǎng)下,能夠以不對稱分裂的形式得以自我更新(后天養(yǎng)先天),維持著數(shù)量的動態(tài)平衡,從而保證了機(jī)體器官和臟腑組織正常的形態(tài)和功能的維持[9]。可見干細(xì)胞與先天之精在來源、功能和充養(yǎng)(維持)上均具有共通點,為此有作者認(rèn)為干細(xì)胞可能是先天之精在細(xì)胞層面的存在形式,并提出從干細(xì)胞角度研究腎精的思路[10-12]。
腎精具有生髓化血的作用:腎精生髓,充養(yǎng)于骨,髓亦可以轉(zhuǎn)化為血成為血液的生成來源之一“血即精之屬也”。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究顯示所有的造血細(xì)胞均來源于胚胎時期就已具備的造血干細(xì)胞,在人的一生中,造血干細(xì)胞通過自我更新、不斷分裂和多向分化,維持著血細(xì)胞數(shù)量的動態(tài)平衡。因此造血干細(xì)胞是研究干細(xì)胞與腎精關(guān)系的突破點之一。在哺乳動物,造血干細(xì)胞主要存在于骨髓有核細(xì)胞群中。
左、右歸丸是祖國醫(yī)學(xué)常用的補(bǔ)益劑[13],分別具有滋陰補(bǔ)腎、填精益髓和溫補(bǔ)腎陽、填精益髓的功效。為此,我們以干細(xì)胞即是先天之精、腎精生髓化血為理論指導(dǎo),首次研究了左、右歸丸對“先天之精不足”之低出生體重小鼠骨髓有核細(xì)胞細(xì)胞數(shù)量、骨髓造血細(xì)胞增殖能力、骨髓基質(zhì)細(xì)胞黏附能力的影響,結(jié)果顯示右歸丸組的骨髓有核細(xì)胞數(shù)量、CFU-GM集落產(chǎn)率、7、14、21天的基質(zhì)細(xì)胞黏附能力均顯著高于生理鹽水組;左歸丸組CFU-E、CFU-Meg集落產(chǎn)率、7、21天的基質(zhì)細(xì)胞黏附能力顯著高于生理鹽水組,但左右歸丸組的各項檢測指標(biāo)間均沒有顯著性差異。提示左、右歸丸能不同程度、不同角度地促進(jìn)低出生體重小鼠骨髓細(xì)胞數(shù)量提高和功能恢復(fù),這是左、右歸丸對“先天之精不足”小鼠發(fā)揮“補(bǔ)腎”作用的途徑之一。
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R289.5
A
1007-8517(2013)03-0019-03
2012.12.25)
成都中醫(yī)藥大學(xué)科技基金重點項目(NO:ZRZD200903)。
黃曉芹,教授、博士,研究方向:中西醫(yī)結(jié)合基礎(chǔ)。E-mail:hxq196899@sina.com。