王華林 程麗飛 盧偉龍
【摘要】目的:研究柴胡-黃芩藥對的不同分離部位對過氧化氫(H2O2)刺激的肝星狀細(xì)胞增殖的影響,探討柴胡-黃芩藥對抗肝纖維化主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。方法:柴胡-黃芩水提液經(jīng)D101型大孔吸附樹脂吸附,依次用水、30%、60%和90%的乙醇梯度洗脫,分別得到水洗脫部位(A)、30%乙醇洗脫部位(B)、60%乙醇洗脫部位(C)及90%乙醇洗脫部位(D)。體外培養(yǎng)肝星狀細(xì)胞,采用不同濃度的H2O2刺激肝星狀細(xì)胞增殖,篩選最佳造模濃度,然后用柴胡-黃芩藥對水提液及A、B、C、D的高、中、低劑量組進(jìn)行干預(yù)24h。采用MTT法測定各組肝星狀細(xì)胞的抑制情況;應(yīng)用ELISA法檢測細(xì)胞上清液中透明質(zhì)酸酶(hy-aluronidase,HA)、層黏連蛋白(laminin,LN)、Ⅲ型前膠原(procollagenⅢ,PCⅢ)、Ⅳ型膠原(collagentypeⅣ,Ⅳ-C)的濃度。結(jié)果:結(jié)果顯示,5μmol/L的H2O2能顯著刺激肝星狀細(xì)胞增殖,柴胡-黃芩藥對及其各分離部位對H2O2刺激的肝星狀細(xì)胞增殖均具有一定的抑制作用,而且能夠?qū)⒌虷A、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的細(xì)胞釋放水平,具有劑量相關(guān)性,其中B、C高劑量組對其抑制作用最為明顯,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)論:柴胡-黃芩藥對及其30%、60%乙醇洗脫部位對H2O2刺激的肝星狀細(xì)胞增殖均具有一定的抑制作用,30%、60%乙醇洗脫部位可能是柴胡-黃芩藥對抗肝纖維化主要有效部位。
【關(guān)鍵詞】柴胡-黃芩藥對;肝星狀細(xì)胞;不同分離部位;H2O2;肝纖維化
【中圖分類號(hào)】R285.5【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號(hào)】1007-8517(2019)8-0024-05
Abstract:ObjectiveTostudytheeffectofdifferentfractionsofBupleurium-Scutellariaontheproliferationofhepaticstellatecellsstimulatedbyhydrogenperoxide(H2O2).InordertoseekforthebasisofthemainpharmacodynamicsubstancesofBupleurium-Scutellariainanti-hepaticfibrosis.MethodsBupleurium-ScutellariawaterextractionliquidwasadsorbedbyD101macroporousresin,afterbeingelutedbywater,30%,60%and90%ethanol,respectivelygetwater-elutedfraction(A),30%ethanol-elutedfraction(B),60%ethanol-elutedfraction(C)and90%ethanol-elutedfraction(D).TheHSCofratwasculturedinvitro,withdifferentconcentrationsofH2O2tostimulatetheproliferationofhepaticstellatecell,screeningtheoptimumconcentration,usingthehigh,mediumandlowdosegroupofBupleuri-ScutellariaewaterextractionliquidandA,B,C,Dtointervenefor24h.TomeasuretheinhibitionofhepaticstellatecellsbyMTTassay.TheHA,LN,PCⅢ,Ⅳ-CconcentrationinthecellsupernatantwasdetectedbyELISA.ResultsTheexperimentalresultsshowthatthetendencytowards5μmol/LH2O2couldsignificantlystimulatetheproliferationofhepaticstellatecell,Bupleurium-ScutellariaanditsdifferentfractionshavecertaininhibitiontotheproliferationofhepaticstellatecellbyH2O2stimulated,anditcanreducethereleaselevelofHA,LN,PCⅢ,Ⅳ-Cincell.Therewasacertaindosecorrelation.amongthem,BandChighdosegroupoftheinhibitoryeffectismostobvious,Therewereacertainstatisticallysignificant(P<0.01).ConclusionBupleuri-Scutellariaeandits30%,60%ethanol-elutedfractionshavecertaininhibitoryeffectontheproliferationofhepaticstellatecellsstimulatedbyH2O2.30%ethanol-elutedfractionand60%ethanol-elutedfractionmaybethemaineffectivepartforBupleuri-Scutellariaeinanti-hepaticfibrosis.
Keywords:Bupleurium-Scutellaria;HSC;DifferentFractions;H2O2;HepaticFibrosis
肝纖維化是指肝臟內(nèi)彌漫性細(xì)胞外基質(zhì)(特別是膠原物質(zhì))的過度沉積[1],是各種病因引起的肝臟損傷后的一種損傷修復(fù)反應(yīng),其中肝星狀細(xì)胞(Hepaticstellatecell,HSC)的活化是關(guān)鍵,因?yàn)楦闻K受損后HSC活化是細(xì)胞外基質(zhì)的主要來源。氧化應(yīng)激是造成HSC活化增殖的重要因素,研究表明氧化應(yīng)激相關(guān)分子過氧化氫(H2O2)能夠刺激HSC活化增殖,改變細(xì)胞外基質(zhì)的沉降[2-3]。
隨著肝組織的持續(xù)損傷,增生的纖維組織逐步取代正常的肝組織,最終發(fā)展成為肝硬化,其在全球呈現(xiàn)出高發(fā)病率以及高死亡率[4]。肝纖維化是各種慢性肝病發(fā)展成為肝硬化的一個(gè)中間環(huán)節(jié)。肝纖維化屬于可逆性病變[5],若在臨床早期采取抗肝纖維化治療,將對慢性肝病的治療以及阻止肝硬化的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生非常積極的作用。目前,在抗肝纖維化方面中醫(yī)藥表現(xiàn)出獨(dú)特的療效,而且多是采用舒肝理氣、活血類中藥,其對于多種慢性肝病的治療具有積極意義[6]。課題組前期研究表明,柴胡-黃芩配伍水煎液對大鼠肝纖維化模型具有良好的保護(hù)作用[7],但對于柴胡-黃芩藥對抗肝纖維化的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)尚未見報(bào)道,故本實(shí)驗(yàn)在建立體外H2O2刺激HSC活化增殖的基礎(chǔ)上,觀察柴胡-黃芩藥對不同分離部位的抗肝纖維化作用,以期尋找柴胡-黃芩藥對抗肝纖維化主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ),為進(jìn)一步研究抗肝纖維化藥物開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1試藥中藥材柴胡和黃芩均購自陜西中醫(yī)藥大學(xué)校醫(yī)院中藥房,經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)生藥教研室教師鑒定為正品,符合2015版《中華人民共和國藥典》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
1.2細(xì)胞大鼠肝星狀細(xì)胞株HSC-T6,購自灝洋生物公司。
1.3試劑與材料胎牛血清(批號(hào):FB-10,美國KIRGEN公司);DMEM-H(美國Hyclone公司);胰蛋白酶(批號(hào):1939066)、青鏈霉素雙抗(批號(hào):1924794)美國Gibco公司;透明質(zhì)酸酶試劑盒(hy-aluronidase,HA,批號(hào):201805)、層黏連蛋白試劑盒(laminin,LN,批號(hào):201805)、Ⅲ型前膠原試劑盒(procollagenⅢ,PCⅢ,批號(hào):201805)、Ⅳ型膠原試劑盒(collagentypeⅣ,Ⅳ-C,批號(hào):201805)購自上海優(yōu)選生物科技有限公司;MTT(3-(4,5-二甲基-2-噻唑)-2,5-四氮唑溴鹽)(批號(hào):EZ2811B347,美國Sigma公司);乙醇為分析純(天津市天力化學(xué)試劑有限公司);D101大孔吸附樹脂(天津市海光化工有限公司);30%H2O2(天津北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司)。
1.4儀器CO2培養(yǎng)箱(新加坡ESCO);倒置顯微鏡(奧特BDS200);酶標(biāo)儀(美國BioTekELx808);離心機(jī)(湘儀L530);雙人型超凈工作臺(tái)(新加坡ESCO);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE-52A(上海亞榮生化儀器廠)。
1.5方法
1.5.1柴胡-黃芩水提液的制備參照文獻(xiàn)及課題組前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果[8],柴胡飲片50g、黃芩飲片25g,共75g,加入8倍量水浸泡30min,煎煮,并保持沸騰30min;過濾,再加入8倍量水煎煮30min。過濾,合并兩次濾液混勻濃縮至150mL,即得濃度為0.5g/mL的柴胡-黃芩水提液。將得到的柴胡-黃芩水提液平均分成兩份,一份用于分離制備不同部位,一份進(jìn)行干燥得干粉用于后續(xù)體外實(shí)驗(yàn)。
1.5.2柴胡-黃芩不同分離部位的制備參照文獻(xiàn)方法制備柴胡-黃芩不同分離部位[9-11],將上述0.5g/mL的柴胡-黃芩水提液上D101大孔吸附樹脂柱,徑高比為1∶10以上,依次用水和30%,60%,90%乙醇梯度洗脫,收集洗脫液,得到水和30%,60%,90%乙醇洗脫4個(gè)不同極性部位,即水洗脫部位(A)、30%乙醇洗脫部位(B)、60%乙醇洗脫部位(C)、90%乙醇洗脫部位(D),分別干燥得干燥粉末。
1.5.3大鼠HSC的培養(yǎng)將大鼠肝星狀細(xì)胞株(HSC-T6)于DMEM高糖培養(yǎng)基(含10%的胎牛血清、100kU/L青霉素、100mg/L鏈霉素),37℃、5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)并傳代。取對數(shù)生長的HSC,以5×104(個(gè))/mL濃度接種到96孔培養(yǎng)板中過夜。
1.5.4H2O2刺激HSC增殖模型的建立參照文獻(xiàn)方法建立H2O2刺激的HSC增殖模型[2-3]。將30%H2O2用無血清培養(yǎng)基進(jìn)行稀釋,分別配制成為終濃度為0、1.25、2.5、5、10、20μmol/L的H2O2溶液。加入到細(xì)胞貼壁后的96孔板中,每個(gè)濃度分別設(shè)6個(gè)復(fù)孔。培養(yǎng)24h后,每孔加入5mg/mL的MTT溶液20μL,置培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)4h后,吸凈孔內(nèi)培養(yǎng)基,每孔加入150μLDMSO,震蕩10min,酶標(biāo)儀單波長檢測OD值。按下列公式計(jì)算細(xì)胞存活率。
細(xì)胞存活率%=(試驗(yàn)組OD值/對照組OD值)×100%。
1.5.5藥物處理實(shí)驗(yàn)分組如下:對照組(無藥物處理),H2O2模型組(5μmol/LH2O2作用24h),給藥組(5μmol/LH2O2作用24h后,再用柴胡-黃芩及A、B、C、D高中低劑量作用24h)。
1.5.6柴胡-黃芩及其不同分離部位對H2O2刺激的HSC增殖的影響各組培養(yǎng)24h后,加入5mg/mLMTT20μL,37℃孵育4h,吸棄孔內(nèi)培養(yǎng)液,每孔加入DMSO150μL,低速震蕩10min,以充分溶解被還原的MTT結(jié)晶,酶標(biāo)儀單波長檢測OD值。
1.5.7柴胡-黃芩及其不同分離部位對H2O2刺激的HSC分泌HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的影響各組培養(yǎng)24h后,收集細(xì)胞上清液,參照試劑盒使用說明書,應(yīng)用ELISA法檢測HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的含量。
1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理用SPSS13.0計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,研究數(shù)據(jù)資料以(x±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用t檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1H2O2刺激HSC增殖模型的建立在H2O2濃度0~5μmol/L范圍內(nèi)時(shí),H2O2對HSC具有活化促增殖作用,且具有一定的劑量相關(guān)性;在H2O2濃度為5μmol/L時(shí)對HSC具有明顯的活化促增殖作用(P<0.01);在H2O2濃度大于5μmol/L時(shí),隨著濃度的不斷增大,H2O2對HSC的激活作用逐漸減弱,且在H2O2濃度為20μmol/L時(shí)HSC的存活率僅50%左右,H2O2對HSC表現(xiàn)為顯著的抑制作用(P<0.01)。綜上所述,本課題組選用5μmol/LH2O2作用24h作為HSC的增殖模型。如圖1所示。
2.2柴胡-黃芩及其不同分離部位對H2O2刺激的HSC增殖的影響與對照組比較,H2O2干預(yù)后,能夠顯著促進(jìn)HSC的增殖(P<0.01);與H2O2組相比,柴胡-黃芩組(高、中劑量組)、A組(高劑量組)、B組(高、中劑量組)、C組(高、中劑量組)及D組(高劑量組)對H2O2誘導(dǎo)的HSC增殖均具有一定的抑制作用,其中柴胡-黃芩高劑量組及B組高劑量組、C組高劑量組對H2O2誘導(dǎo)的HSC增殖具有尤其明顯的抑制作用(P<0.01)。見表1。
2.3柴胡-黃芩及其不同分離部位對H2O2刺激的HSC分泌HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的影響與對照組比較,H2O2作用于HSC后,HSC分泌的HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C含量明顯升高;與H2O2組比較,柴胡-黃芩組及A組、B組、C組、D組可以明顯降低H2O2誘導(dǎo)的HSC細(xì)胞分泌的HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的含量,其中柴胡-黃芩組高劑量組、A組高劑量組及B組高劑量組對其作用最為明顯(P<0.01)。見表2。
3討論
HSC的激活過程是肝臟膠原產(chǎn)生和肝纖維化形成的重要環(huán)節(jié)。在一系列刺激因素的作用下,HSC被活化轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞,細(xì)胞大量增殖,合成細(xì)胞外基質(zhì),在肝臟內(nèi)大量沉積,造成肝纖維化。氧化應(yīng)激在HSC的活化和細(xì)胞外基質(zhì)生成中具有重要作用,H2O2是氧化應(yīng)激的相關(guān)分子,多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)H2O2能夠刺激HSC活化和細(xì)胞外基質(zhì)的生成[2-3]。
肝纖維化是慢性肝病發(fā)展成肝硬化的必經(jīng)階段?,F(xiàn)研究認(rèn)為肝纖維化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,屬于可逆性病變[5],而肝硬化則是一種不可逆性病變。因此,抗肝纖維化則成為治療慢性肝病以及預(yù)防肝硬化的重要目標(biāo)。源自漢代張仲景的小柴胡湯是臨床治療肝病的常用方劑,具有確切的抗肝纖維化療效[12-14],柴胡-黃芩是小柴胡湯的核心藥對。本課題組前期以小柴胡湯中的核心藥對柴胡-黃芩的抗肝纖維化作用為切入點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn)其水提液具有確切抗肝纖維化作用[7]。為了進(jìn)一步探究柴胡-黃芩藥對抗肝纖維化的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),篩選出其發(fā)揮抗肝纖維化作用的有效部位,故本實(shí)驗(yàn)在建立體外H2O2刺激HSC活化增殖的基礎(chǔ)上,觀察柴胡-黃芩藥對不同分離部位的抗肝纖維化作用。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對照組相比,HSC經(jīng)H2O2刺激后,大量增殖,其細(xì)胞培養(yǎng)液中HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C的含量顯著增加。由此可見,H2O2對于HSC具有一定的激活促增殖作用,使肝纖維化相關(guān)因子HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C分泌顯著增加,顯現(xiàn)出肝纖維化傾向。給予柴胡-黃芩藥對及其不同分離部位的高、中、低劑量干預(yù)后,各給藥組中的HSC的增殖均受到抑制,HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C含量也有所降低,其中柴胡-黃芩及B、C高劑量組中的HSC受到的抑制作用最為明顯,具有一定的劑量相關(guān)性,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
綜上所述,柴胡-黃芩藥對及其B、C部位對H2O2刺激的肝星狀細(xì)胞增殖具有一定的抑制作用,B、C可能是柴胡-黃芩抗肝纖維化的主要有效部位。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道柴胡中主要含多糖、皂苷、揮發(fā)油、黃酮、甾醇類等成分[15],黃芩中主要含黃酮、萜類、苷類、揮發(fā)油等成分[16]。根據(jù)各成分的性質(zhì)推測B、C中可能含有的成分為皂苷、黃酮苷類等成分,但其具體成分有待進(jìn)一步研究。單味中藥本身所含成分復(fù)雜多樣,藥對及復(fù)方甚之,且中醫(yī)復(fù)方講求整體性以及多種成分之間的相互關(guān)系,兩味中藥共同煎煮會(huì)出現(xiàn)怎樣的成分變化,以及不同分離部位進(jìn)行重新配伍組合以后會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象,有待進(jìn)一步的研究,以期為抗肝纖維化中藥研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
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(收稿日期:2019-02-02編輯:程鵬飛)