楊愛華,施 卉,許 波,卞姜培,鄭 麗**
1 南通市婦幼保健院 藥事科,南通 226018;2 南通大學(xué)藥學(xué)院,南通 226001
母兒血型不合是指孕婦與胎兒間血型不合產(chǎn)生的同族血型免疫病[1],該病可導(dǎo)致孕期早產(chǎn)、流產(chǎn)、死胎等[2],新生兒出生后也可導(dǎo)致黃疸及新生兒溶血性貧血[3]。本課題組前期研究表明茵陳蒿湯(茵陳、梔子、大黃)用于治療該病,可降低母體血清抗體效價(jià)、改善妊娠結(jié)局[4]、新生兒溶血性貧血的臨床癥狀;但其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)并不明確。
6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethoxycoumarin,6,7-DOC),又稱濱蒿內(nèi)酯(scoparone),從茵陳中提取。文獻(xiàn)[5,6]表明,6,7-DOC 有抗炎、抗腫瘤、保肝和心血管活性等作用,且是治療母兒ABO 血型不合、預(yù)防新生兒溶血性貧血的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)[7],然而其在紅血球分化中的作用尚未被證實(shí)。在本研究中,使用人慢性髓原白血病細(xì)胞(簡(jiǎn)稱K562 細(xì)胞)來評(píng)價(jià)6,7-DOC 對(duì)K562 細(xì)胞紅系分化的影響。
K562 細(xì)胞購(gòu)自上海蓋寧生物科技公司。
藥品與試劑:6,7-DOC(純度>99%,世洲生物,南京);氯化高鐵血紅素(Hemin,Sigma 公司);10%胎牛血清(FBS,Hyclone 公司);RPMI-1640 培養(yǎng)基(索萊寶科技有限公司),Western 化學(xué)發(fā)光試劑盒(ECL,Perkin Elmer 公司);蛋白分子量Marker(Fermentas 公司);GAPDH 兔抗人多克隆抗體(Abcom公司);α-globin、β-globin、γ-globin 一抗、兔二抗(CST 公司);二甲亞砜(DMSO)、碘化丙啶(propidium iodide,PI)、BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒、細(xì)胞活力檢測(cè)試劑盒CCK-8(碧云天試劑公司)。
儀器:Forma Series ⅡCO2培養(yǎng)箱(Thermo 公司);低溫離心機(jī)(Beckman Coulter 公司);流式細(xì)胞儀(Accuri Cytometers 公司);顯微鏡(Olympus 公司);Power Wave.X34 型多道掃描酶標(biāo)儀(Bio-Tek公司);BIO-RAD 電泳及轉(zhuǎn)膜系統(tǒng)、超高靈敏度化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)(Bio-Rad L 公司)。
1.74mg 6,7-DOC 溶 解于10 mL 甲醇得到1 mmol·L-1溶液,分別用純水稀釋1000、200、100 倍得到1、5、10 μmol·L-1的6,7-DOC 液。
將K562 細(xì)胞培養(yǎng)在含10%胎牛血清的RPMI1640 (含雙抗,pH=7.2) 培養(yǎng)基內(nèi),于37 ℃、5%CO2飽和濕度為95%的恒溫箱中孵育,每2~3 d 傳代一次。細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)用于實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)分為5 組:對(duì)照組、陽性藥(Hemin)組、6,7-DOC 低、中、高劑量組。對(duì)照組加入等量的RPMI1640 培養(yǎng)液,陽性對(duì)照組加入等量的終濃度為24 μmol·L-1的Hemin 工作液,6,7-DOC 低、中、高劑量組濃度分別為1、5、10 μmol·L-1。分別在干預(yù)0、24、48、72 h 收集細(xì)胞進(jìn)行聯(lián)苯芐胺染色處理。
采用不同處理方法收集K562 細(xì)胞,用冷磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)沖洗2 次。將含30%H2O2的聯(lián)苯芐胺溶液0.2 mL(冰醋酸2 mg·mL-1)加入懸浮液中,室溫孵育10 min。陽性細(xì)胞染成藍(lán)色,在顯微鏡下計(jì)數(shù)。
采用細(xì)胞裂解液加1%蛋白酶抑制劑(PMSF)提取總蛋白。采用BCA(bicinchoninic acid)法測(cè)定蛋白濃度。40 μg 蛋白質(zhì)10%分離膠進(jìn)行凝膠電泳,隨后轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜,然后用5%脫脂牛奶和0.1%吐溫-20 在3 倍緩沖鹽水中封膜。隨后用一抗在4 ℃孵育過夜,用TBST 緩沖液沖洗3次,用二抗孵育2 h。采用增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光(ECL)系統(tǒng)試劑盒檢測(cè)條帶。利用Image J 軟件分析灰度值。
CCK-8 檢測(cè)細(xì)胞增殖:收集細(xì)胞,110×g 離心5~10 min,棄去上清液,加入新培養(yǎng)基。重復(fù)110×g離心5~10min,棄去上清液,加入含有CCK-8 的培養(yǎng)基,輕輕吹打均勻,分別加入96 孔板中,在37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3h,用酶標(biāo)儀檢測(cè)450nm 處的吸光度值(A)。存活率(VR,Viability Rate)=(A實(shí)驗(yàn)組-A空白組)/(A對(duì)照組-A空白組),分別計(jì)算6,7-DOC 濃度為1、5、10 μmol·L-1及Hemin 12、24、48、72 h 的細(xì)胞存活率。所有實(shí)驗(yàn)均為一式3 份。
采用不同濃度的6,7-二甲氧基香豆素處理K562 細(xì)胞,PBS 洗滌3 次。細(xì)胞凋亡分析,細(xì)胞染色按照PI 試劑盒說明書操作,細(xì)胞周期檢測(cè)采用流式細(xì)胞儀。
采用SPSS16.0 軟件統(tǒng)計(jì),計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,兩組間比較采用t 檢驗(yàn),多組間統(tǒng)計(jì)用單因素方差分析。P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
K562 細(xì)胞含有少量血紅蛋白,它的增多是K562 細(xì)胞向紅系分化的標(biāo)志,血紅蛋白含量與聯(lián)苯芐胺染色陽性率呈正相關(guān),可反映K562 細(xì)胞紅系定向分化的程度。經(jīng)Hemin 誘導(dǎo)后的K562 細(xì)胞可向紅系定向分化,在第4 天達(dá)峰后衰減[8]。
本研究采用24 μmol·L-1Hemin 誘導(dǎo)K652 細(xì)胞向紅系分化作為陽性組,1、5、10 μmol·L-1的6,7-DOC 誘導(dǎo)K652 細(xì)胞,聯(lián)苯芐胺染色結(jié)果見圖1,其聯(lián)苯胺染色陽性率結(jié)果見表2。
表2 K562 細(xì)胞紅系分化的聯(lián)苯芐胺染色陽性率(%,n=3)
由圖2 可知,1μmol·L-16,7-DOC 組聯(lián)苯芐胺染色陽性率與對(duì)照組無明顯差異;5、10μmol·L-16,7-DOC組聯(lián)苯芐胺染色陽性率顯著高于對(duì)照組(**P<0.01),且呈劑量、時(shí)間依賴性。故在紅系標(biāo)志蛋白檢測(cè)試驗(yàn)中,選用10μmol·L-16,7-DOC 作為主要研究對(duì)象。
紅系分化典型標(biāo)志蛋白α-珠蛋白(α-globin)、β-珠蛋白(β-globin)、γ-珠蛋白(γ-globin)的表達(dá)量,是衡量細(xì)胞紅系分化能力的指標(biāo)。Western blot實(shí)驗(yàn)顯示6,7-DOC 組(10 μmol·L-1)中α、β、γ 珠蛋白表達(dá)量均顯著高于對(duì)照組,結(jié)果見圖3。
用CCK-8 檢測(cè)不同劑量6,7-DOC 對(duì)K562 細(xì)胞增殖的影響,見圖4。1 μmol·L-16,7-DOC 組與對(duì)照組無明顯差異;從第12 h 開始,5、10 μmol·L-1的6,7-DOC 組細(xì)胞增殖減慢,以72 h 為終點(diǎn),兩組細(xì)胞增殖率均顯著低于對(duì)照組。這表明6,7-DOC 劑量越大、作用時(shí)間越長(zhǎng),抑制K562 細(xì)胞增殖作用就越強(qiáng),呈劑量、時(shí)間依賴性。
用流式細(xì)胞儀檢測(cè)不同劑量6,7-DOC 對(duì)K562細(xì)胞周期的影響,見圖5。與對(duì)照組比較,1 μmol·L-16,7-DOC 組無顯著差異;5、10 μmol·L-1的6,7-DOC 組G0/G1 期的細(xì)胞比例增高,而S 期細(xì)胞比例顯著下降。而隨著劑量增長(zhǎng),6,7-DOC 能夠阻止細(xì)胞從G0/G1 期進(jìn)入S 期,DNA 合成受到抑制,提示6,7-DOC 可誘導(dǎo)K562 細(xì)胞周期阻滯于G0/G1 期。
細(xì)胞周期分為間期和分裂期。間期又分為G0/G1 期(DNA 合成前期)、S 期(DNA 合成期)和G2 期(DNA 合成后期);分裂期為M 期。細(xì)胞分化主要發(fā)生在間期。本研究結(jié)果顯示,6,7-DOC 可以誘導(dǎo)處于多能髓樣祖細(xì)胞狀態(tài)的K562 細(xì)胞大量阻滯于G0/G1 期,促使細(xì)胞退出細(xì)胞周期,促進(jìn)分化,因此在本實(shí)驗(yàn)中,6,7-DOC 作為重要的誘導(dǎo)分化劑,抑制細(xì)胞增殖,發(fā)揮其促進(jìn)K562 細(xì)胞紅系分化的作用。
處于多能髓樣祖細(xì)胞狀態(tài)的K562 細(xì)胞含有少量血紅蛋白,而血紅蛋白的增多是K562 細(xì)胞向紅系分化的標(biāo)志。不同時(shí)期,血紅蛋白組成為胚胎血紅蛋白(embryonic hemoglobin,HbE)、胎兒血紅蛋白(fetal hemoglobin,HbF) 和成人血紅蛋白(adult hemoglobin,HbA)[9]。血紅蛋白是紅細(xì)胞主要的物質(zhì),占到其總量的97%,是評(píng)估貧血的重要指標(biāo)。Western blot 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,6,7-DOC 預(yù)處理后可以顯著增加血紅蛋白標(biāo)志物α-globin、β-globin、γglobin 蛋白的表達(dá),新生兒溶血性貧血引起的胎兒宮內(nèi)貧血,最主要的表現(xiàn)為低血紅蛋白,因此6,7-DOC 通過增加血紅蛋白合成量,可有效緩解該病的貧血癥狀,是治療HDFN 的重要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,本研究結(jié)果提示,6,7-DOC 可能成為治療母兒ABO血型不合所致HDFN 的一個(gè)新方向,擴(kuò)大了對(duì)6,7-DOC 藥理活性的認(rèn)識(shí),值得深入探究。