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溫陽化濁通絡(luò)方對Wnt—1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化及遷移的影響

2015-05-30 10:48卞華徐艷琴韓立葉松山陳麗平張培華
關(guān)鍵詞:溫陽化含藥纖維細胞

卞華 徐艷琴 韓立 葉松山 陳麗平 張培華

【摘 要】目的:探討溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清對Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化及遷移的影響。方法:通過對Wistar大鼠灌胃制備溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清,體外培養(yǎng)正常人皮膚成纖維細胞,分為空白對照組、Wnt組和溫陽化濁通絡(luò)方組,作用24,48,72 h后,分別用RT-PCR和Western blot法檢測α-SMA mRNA及蛋白的表達,Transwell試驗檢測成纖維細胞遷移情況。結(jié)果:與空白對照組比較,Wnt組在不同作用時間下能誘導(dǎo)人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA及蛋白表達(P < 0.01),增加其遷移數(shù)量(P < 0.01);與Wnt組比較,溫陽化濁通絡(luò)方組在不同作用時間下能夠顯著抑制Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA及蛋白表達(P < 0.05,P < 0.01),同時阻止其遷移(P < 0.01)。結(jié)論:溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清能抑制Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化及遷移,具有阻止或延緩系統(tǒng)性硬化病纖維化的潛能。

【關(guān)鍵詞】 系統(tǒng)性硬化病;溫陽化濁通絡(luò)方;皮膚成纖維細胞;表型轉(zhuǎn)化;遷移;Wnt-1

doi:10.3969/j.issn.2095-4174.2015.08.001

【ABSTRACT】 Objective:To investigate the effects of Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription(溫陽化濁通絡(luò)方)on the phenotype transformation and migration of human skin fibroblast induced by Wnt-1.Methods:Medicated serum of Wistar rats was got by intragastric administration of Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription and normal human skin fibroblasts were cultured in vitro.The rats were divided into a blank control group,a Wnt group and a Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription group.Respectively after 24,48,72 hours,RT-PCR and Western blot were used to detect the expressions of α-SMA mRNA and protein,and Transwell was used to detect the migration of fibroblasts.Results:Compared with the blank control group,human skin fibroblasts a-SMA mRNA and protein expression in the Wnt group could be induced in different time(P < 0.01),and the number of migration increased(P < 0.01).Compared with the Wnt group,human skin fibroblasts a-SMA mRNA and protein expression in the Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription group were obviously inhibited(P < 0.05,P < 0.01) and their migration were prevented(P < 0.01).Conclusion:Medicated serum of Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription can inhibit the phenotype transformation and migration of human skin fibroblast induced by Wnt-1,having the potential to prevent or delay systemic sclerosis fibrosis.

【Keywords】systemic sclerosis;Wenyang Huazhuo Tongluo Prescription(溫陽化濁通絡(luò)方);skin fibroblasts;phenotype transformation;migration;Wnt-1

系統(tǒng)性硬化病(systemic sclerosis,SSc)是以膠原等細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)過度沉積為特征的自身免疫性疾病,纖維化是SSc發(fā)病過程中最突出的特點,與其預(yù)后和死亡率密切相關(guān)[1]。前期研究表明,溫陽化濁通絡(luò)方治療SSc具有較好療效[2],同時溫陽化濁通絡(luò)方對博萊霉素誘導(dǎo)的SSc模型小鼠的皮膚硬化具有一定的抑制作用[3]。本研究運用血清藥理學(xué)方法,以人皮膚成纖維細胞為研究對象,觀察溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清對Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化及遷移的影響,進一步探討其拮抗SSc纖維化的可能作用機制。

1 實驗材料

1.1 實驗動物 健康雌性Wistar大鼠30只,SPF級,體質(zhì)量180~200 g,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,許可證號:SCXL(京)2012-0001。

1.2 藥物與試劑 溫陽化濁通絡(luò)方煎劑由黃芪

30 g、黨參15 g,桂枝9 g、淫羊藿12 g、積雪草15 g、白芥子9 g等10味藥物組成,購于南陽理工學(xué)院附屬第一醫(yī)院,該方一劑共含生藥141 g,水煎,取濾液濃縮成含生藥2.5 g·mL-1。Wnt-1(美國Peprotech公司);DMEM培養(yǎng)基、胰酶(美國Sigma公司);胎牛血清、Trizol(美國Gibco公司);α-平滑肌肌動蛋白(Alpha smooth muscle actin,α-SMA)抗體、辣根過氧化物酶標記IgG二抗(美國Santa Curz公司);化學(xué)發(fā)光試劑盒(美國Pierce公司);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、PCR試劑(美國Promega公司)。

1.3 實驗儀器 Ti-S型研究級倒置顯微鏡(日本Nikon公司);Thermo 8000型CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo Fisher公司);ABI ViiA7型PCR儀(美國ABI公司);Gel Doc XR+凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio Rad公司);電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀(美國Bio Rad公司);MR4100型酶聯(lián)免疫分析儀(美國Dynatech公司)等。

2 方 法

2.1 含藥血清的制備 選用30只雌性Wistar大鼠,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,按體質(zhì)量遞增順序編號,參照隨機數(shù)字表將其分為空白組、溫陽化濁通絡(luò)方組,每組15只。溫陽化濁通絡(luò)方組以預(yù)試驗確定的10倍成人劑量溫陽化濁通絡(luò)方煎劑灌胃,空白組以等量生理鹽水灌胃。10 d后,分別于末次灌藥后30 min,運用心臟穿刺法采血,分離血清,然后采用斷頭法處死大鼠。采用HPLC-MS法測定藥物主要成分含量,制備含藥血清和空白血清。無菌分離血清,56 ℃滅活30 min后,-80 ℃冰箱保存,備用。

2.2 皮膚成纖維細胞培養(yǎng)及鑒定 在局麻及無菌條件下,切取2例女性整形外科患者上臂外側(cè)正常皮膚組織,入選者均知情同意。采用組織塊培養(yǎng)法原代培養(yǎng)成纖維細胞[4],倒置相差顯微鏡下進行細胞形態(tài)學(xué)鑒定,并對第2代細胞分別以角蛋白和波形蛋白單克隆抗體進行免疫組化鑒定。3~6代細胞用于實驗,多余細胞放液氮中凍存,備用。

2.3 RT-PCR法檢測α-SMA mRNA表達 將處于對數(shù)生長期的正常人皮膚成纖維細胞分別接種于

24孔培養(yǎng)板,每孔含5×105個細胞。待細胞貼壁后,換入無血清DMEM培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)24 h。實驗分3組:空白對照組(加終質(zhì)量分數(shù)為15%空白血清)、Wnt組(加2 ng·mL-1 Wnt-1 100 μL和終質(zhì)量分數(shù)為15%空白血清)、溫陽化濁通絡(luò)方組(加2 ng·mL-1 Wnt-1 100 μL和終質(zhì)量分數(shù)為15%的溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清),每組設(shè)3個復(fù)孔。37 ℃、體積分數(shù)為5%的CO2孵箱,培養(yǎng)至24,48,72 h后,分別收集各組細胞,運用TrizoI試劑一步法提取人皮膚成纖維細胞總RNA。逆轉(zhuǎn)合成cDNA后,取模板cDNA進行PCR擴增。引物由北京賽百盛生物工程公司設(shè)計合成,序列分別為:α-SMA,上游5'-CGATAGAACACGGCATCATC-3',下游5'-CATCAGGCAGTTCGTAGCTC-3',擴增長度316 bp;GAPDH,上游5'-AGAAGGCTGGGGCTCATTTG-3',下游5'-AGGGGCCATCCACAGTCTTC-3,擴增長度258 bp。PCR擴增條件:94 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性40 s,退火40 s (溫度分別為54 ℃、62 ℃),72 ℃延伸40 s,72 ℃最后延伸10 min,30個循環(huán)。上述PCR產(chǎn)物經(jīng)質(zhì)量分數(shù)為1.5%的瓊脂糖凝膠電泳約30 min,然后以凝膠成像儀紫外光下拍照,Quantity One圖像分析軟件進行光密度分析,分別計算α-SMA mRNA與內(nèi)參GAPDH的灰度比值,得出相對表達量。

2.4 Western blot法檢測α-SMA蛋白 分別收集各組細胞,加入蛋白裂解液裂解,冰浴30 min。4 ℃ 10 000 r·min-1的離心速度離心10 min,收集上清,用BCA蛋白檢測試劑盒進行蛋白定量,-70 ℃保存。常規(guī)方法進行質(zhì)量分數(shù)為20%的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn)移至PVDF膜。按0.1 mL·cm-2加入封閉液,室溫封閉2 h后,依次加入一抗(1∶1000稀釋),室溫下輕搖2 h,4 ℃孵育過夜。棄去反應(yīng)液,用TBST緩沖液漂洗3次,每次10 min;加入二抗(1∶2000稀釋),37 ℃孵育1 h,用TBST緩沖液漂洗3次,每次10 min。ECL發(fā)光試劑對硝酸纖維素膜進行顯色反應(yīng),用電泳凝膠成像系統(tǒng)成像并對免疫印跡條帶進行半定量分析,用β-肌動蛋白(β-actin)作內(nèi)參照,以與β-actin的比值表示各組蛋白表達水平。

2.5 Transwell試驗檢測成纖維細胞遷移情況

首先分別在細胞小室的上室和下室加入FN(50 g·mL-1)溶液進行包被,將上室接種成纖維細胞每孔2×104個,在下室培養(yǎng)液中分別加入Wnt-1或Wnt-1加溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清。實驗分3組(同2.3),每組設(shè)3個復(fù)孔。常規(guī)培養(yǎng)24 h后,將上室取出,用棉簽去上室濾膜內(nèi)面細胞,對遷移至濾膜外的細胞,用質(zhì)量分數(shù)為2%的多聚甲醛固定,Giemsa染色,最后隨機選取4個視野(400×),在倒置顯微鏡下計數(shù)遷移過膜的細胞,取其均值。

2.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以表示,組間比較采用方差分析。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 溫陽化濁通絡(luò)方對Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA表達的影響 與空白對照組比較,Wnt-1能誘導(dǎo)正常人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA的表達(P < 0.01);與Wnt組比較,溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清在不同作用時間下能夠顯著抑制Wnt-1誘導(dǎo)的正常人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA的表達(P < 0.05,P < 0.01)。見圖1、圖2。

3.2 溫陽化濁通絡(luò)方對Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞α-SMA蛋白表達的影響 Western blot法檢測顯示,與空白對照組比較,Wnt-1能誘導(dǎo)人皮膚成纖維細胞α-SMA蛋白的表達(P < 0.01);與Wnt組比較,溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清在不同作用時間下能夠顯著抑制Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞α-SMA蛋白的表達(P < 0.05,P < 0.01)。見圖3、圖4。

3.3 溫陽化濁通絡(luò)方對Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞遷移的影響 人成纖維細胞遷移數(shù)量Wnt組(87.67±13.01)個與空白對照組(31.33±8.50)個比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P < 0.01);與Wnt組比較,溫陽化濁通絡(luò)方組成纖維細胞數(shù)量(57.33±12.01)個明顯減少(P < 0.01)。

4 討 論

成纖維細胞目前被公認為是ECM的主要來源細胞,正常情況下處于靜息狀態(tài),所以成纖維細胞的異常激活并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞是纖維化形成和發(fā)展的中心環(huán)節(jié)[5-6],而α-SMA是肌成纖維細胞的標記性蛋白,可反映成纖維細胞表型改變。

Wnt/β-catenin信號通路與SSc纖維化密切相關(guān),在成纖維細胞向肌成纖維細胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn),與正常人比較,SSc患者皮損成纖維細胞中β-catenin堆積,靶基因axin-2轉(zhuǎn)錄增加。在纖維化皮膚和肺組織中,Wnt-1和Wnt-10b表達增高[7]。動物實驗研究表明,Wnt-10b轉(zhuǎn)基因鼠表現(xiàn)皮膚增厚、皮膚纖維化、進行性的皮下脂肪丟失、膠原蛋白堆積、成纖維細胞活化、肌成纖維細胞聚集等,同時皮膚成纖維細胞中有持續(xù)存在的Wnt/β-catenin信號,且高表達α-SMA,證實了Wnt/β-catenin信號誘導(dǎo)纖維化的能力[8]。本研究發(fā)現(xiàn),Wnt-1和人皮膚成纖維細胞共同孵育,能明顯增加成纖維細胞α-SMA mRNA及蛋白表達,進一步證實了Wnt-1能誘導(dǎo)靜止成纖維細胞向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化,這與相關(guān)文獻報道一致[9]。同時本研究還觀察到,Wnt-1能夠增加成纖維細胞的遷移,因此,抑制Wnt的產(chǎn)生和/或活性,拮抗或阻斷Wnt/β-catenin信號通路傳導(dǎo),可以在SSc纖維化治療中發(fā)揮重要作用[10]。

中醫(yī)學(xué)無SSc病名,就其發(fā)病和臨床表現(xiàn)而言,應(yīng)屬“皮痹”或“皮痹疽”等范疇。筆者突破SSc發(fā)病多是“風(fēng)寒痹阻,寒凝血瘀”的傳統(tǒng)認識[11],基于肺脾腎-皮毛相關(guān)理論,以黃芪桂枝五物湯、補肺湯等為基礎(chǔ)方創(chuàng)制溫陽化濁通絡(luò)方。該方中黃芪補氣益衛(wèi)固表;黨參補益脾肺之氣;淫羊藿補腎壯陽,祛風(fēng)除濕,故重用為君藥。積雪草活血化瘀;白芥子溫通經(jīng)絡(luò),善散“皮里膜外”之痰,祛除濁邪,俱為臣藥。桂枝等辛溫通絡(luò)屬佐使之用。諸藥相伍,通補并用、標本兼顧,具有補肺健脾益腎、化濁通絡(luò)之效,共奏扶正祛邪之功。溫陽化濁通絡(luò)方能有效改善SSc患者皮膚積分、雷諾現(xiàn)象及甲襞微循環(huán),降低血漿內(nèi)皮素、FVC、DLco等水平,治療SSc效果顯著。體外實驗表明,溫陽化濁通絡(luò)方能阻止SSc皮膚成纖維細胞周期由G1期進入S期,進而控制細胞分裂,抑制其增殖[12]。動物實驗表明,溫陽化濁通絡(luò)方能夠干預(yù)硬皮病模型小鼠TGF-β1/Smad信號通路中TGF-β1、Smad2和Smad7 mRNA的表達,降低皮膚COL-Ⅰ、COL-Ⅲ蛋白含量,拮抗SSc纖維化[3]。

本研究從Wnt/β-catenin信號通路角度觀察溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清對人皮膚成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化及遷移的影響,結(jié)果表明,溫陽化濁通絡(luò)方含藥血清能夠減少Wnt-1誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細胞α-SMA mRNA及蛋白表達,抑制其遷移,提示溫陽化濁通絡(luò)方可阻止靜止成纖維細胞向肌成纖維細胞表型轉(zhuǎn)化,減少其聚集,具有阻止或延緩SSc纖維化進行性發(fā)展的潛能。然而,由于Wnt/β-catenin信號通路與其他信號通路存在交叉對話,溫陽化濁通絡(luò)方如何調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路需進一步深入研究。

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收稿日期:2015-06-10;修回日期:2015-07-27

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