李 倩 陳 臣 胡 燕 謝曉林 劉 濤
**醫科大學第四臨床醫學院,**烏魯木齊 830000
腦出血(intracerebral hemorrhage,ICH)為急性腦血管病的一種類型,預后很差,嚴重威脅人類健康及社會生產力[1-2]。在我國,ICH 所占比例很高,明顯高于西方國家,且給社會及家庭帶來沉重的經濟負擔[3-4]。ICH 后的炎癥反應是繼發性腦損傷的重要因素,小膠質細胞被認為是最早激活的炎癥效應細胞,活化的小膠質細胞有M1 和M2 兩種表型,不同表型的小膠質細胞起著損傷和保護的雙重作用,但這一雙重作用的病理改變及其具體機制尚不明確[5-6]。動物實驗研究發現,大黃能明顯改善急性期ICH 大鼠的神經功能缺損評分[7-8]。因此,本研究采用大黃的有效成分大黃酸,探討該藥對脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導小膠質細胞極化表型及相關炎癥因子的影響。
1.1 材料
1.1.1 實驗細胞及藥物 小膠質細胞購于武漢普諾賽生命科技有限公司,小膠質細胞培養環境:MEM、10%FBS 及1%PS,37 ℃,5%CO2,飽和濕度。大黃酸購于上海麥克林生化科技有限公司(貨號:R817294)。
1.1.2 主要試劑與儀器 胎牛血清[蘇州依科賽生物(ExCell Bio)科技股份有限公司,貨號:FND500];
MEM培養基(美國Gibco 公司,貨號:FND500);
腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)酶聯免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒(杭州聯科生物技術有限公司,貨號:70-EK182-96);
白細胞介素(interleukin,IL)-6 ELISA試劑盒(杭州聯科生物技術有限公司,貨號:70-EK106/2-96);
IL-1β ELISA 試劑盒(杭州聯科生物技術有限公司,貨號:70-EK101B-96);
一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)試劑盒(南京建成生物工程研究所,貨號:A014-1);
Anti-Human CD86(B7-2)PE(杭州聯科生物技術有限公司,貨號:85-12-0869-41);
Anti-Human CD206(MMR)PE-Cyanine7(杭州聯科生物技術有限公司,貨號:85-25-2069-41)。生物安全柜及CO2細胞培養箱(上海力康儀器有限公司,HF1200LC及Smart Cell HF-90);
臺式低速離心機(上海安亭科學儀器有限公司,型號:TDL-60B);
流式細胞儀(美國BD 公司,貨號:LSRFortessa)。
1.2 實驗方法
1.2.1 CCK-8 檢測細胞活力 取生長狀態良好的小膠質細胞,制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至96孔板中(100 μl/孔),培養過夜細胞貼壁后,取生長狀態良好,匯合率達90%的小膠質細胞,胰酶消化細胞后,用培養基制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至培養板中,置37 ℃、飽和濕度、5%CO2細胞培養箱中培養24 h 待細胞貼壁后,將細胞分為7 組,每組5個復孔。空白組以完全培養基常規培養,LPS 組加入1 μg/ml LPS 誘導4 h,不同大黃酸組分別用0.1、1、10、20、50 μmol/L 大黃酸預處理2 h 后,加入1 μg/ml LPS 誘導4 h[9]。干預完成后,收集上清,各孔加入100 μl 10%的CCK-8 溶液,并在培養箱中繼續孵育,在1 h后,使用酶標儀檢測450 nm 處的OD 值。
1.2.2 細胞形態觀察 根據CCK-8 檢測結果,最終確定大黃酸低、中、高劑量組分別為1、10、20 μmol/L,即分為空白組,LPS 組,大黃酸低、中、高劑量組,每組3個復孔。干預完成后,放置于倒置顯微鏡上,觀察小膠質細胞形態,并取3 個視野拍照。
1.2.3 流式細胞術檢測細胞中CD86+(M1 型)和CD206+(M2 型)的比例 按上述干預完成后,收集細胞,PBS 重懸洗滌2 次,離心,棄上清。加入PBS 計數至1×107/ml,吸取100 μl 細胞懸液至流式管中,每管加入5 μl CD86-PE、CD206 PE-Cy7 抗體;
4 ℃避光孵育20 min,離心,棄上清,用400 μl 預冷的PBS 重懸細胞,過200 目無菌篩網;
上流式細胞儀檢測CD86+、CD206+細胞比例。
1.2.4 采用ELISA 檢測細胞培養上清液中TNF-α、IL-1β、IL-6 的含量 取上述分組細胞上清液,進行TNF-α、IL-1β、IL-6 含量檢測,參考試劑盒方法進行試劑配置,將各種試劑移至室溫平衡至少0.5 h,加入300 μl 洗液靜置浸泡30 s,棄洗液將微孔板拍干,標準孔加入100 μl,2 倍倍比稀釋的標準品。空白孔加入100 μl 培養基,樣本孔加入100 μl 細胞培養上清,每孔加50 μl 稀釋的檢測抗體,室溫孵育1.5 h,棄液,每孔300 μl 洗液洗板6 次,每孔加100 μl 稀釋的辣根過氧化物酶標記的鏈霉親和素,室溫孵育30 min。再次封板振蕩室溫孵育1.5 h,每孔加100 μl 顯色底物,避光室溫孵育5~30 min,每孔加100 μl 終止液,顏色出現變化,30 min 內使用酶標儀進行雙波長檢測。
1.2.4 細胞中誘導型NOS(inducible nitric oxide synthase,iNOS)水平檢測 取生長狀態良好匯合率達90%的小膠質細胞,用完全培養基制備成5×104個/ml 單細胞懸液,接種至6 孔板中(2 ml/孔),培養過夜細胞貼壁后,按照上述實驗方法進行干預,同時準備對照組細胞,每組6 個復孔;
干預完成后,收集細胞進行iNOS 含量檢測,參考試劑盒相關方法。
1.3 統計學方法
采用SPSS 23.0 統計學軟件進行數據分析。計量資料采用均數±標準差()表示,比較采用t 檢驗。以P<0.05 為差異有統計學意義。
2.1 大黃酸干預后HMC3 增殖情況
大黃酸各濃度組OD 值與空白組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。
表1 大黃酸干預后HMC3 增殖情況()
表1 大黃酸干預后HMC3 增殖情況()
注LPS:脂多糖。
2.2 細胞形態情況
各組HMC3 細胞形態均正常。見圖1。
圖1 不同濃度大黃酸干預后HMC3 細胞形態(n=3)
2.3 流式細胞術檢測細胞中CD86+和CD206+的比例情況
與空白組比較,LPS 組CD86+表達量升高,CD206+表達量降低(P<0.05);
與LPS 組比較,大黃酸中、高劑量組CD86+表達量降低,CD206+表達量升高(P<0.05);
與大黃酸低劑量組比較,大黃酸中、高劑量組CD86+表達量降低、CD206+表達量升高(P<0.05)。見圖2、表2。
圖2 流式檢測各組細胞表面CD86+、CD206+比例(n=3)
表2 大黃酸干預后各組細胞中CD86+、CD206+表達情況(%,)
表2 大黃酸干預后各組細胞中CD86+、CD206+表達情況(%,)
注 與空白組比較,aP<0.05;
與LPS 組比較,bP<0.05;
與大黃酸低劑量組比較,cP<0.05。LPS:脂多糖。
2.4 大黃酸干預后各組IL-1β、TNF-α、IL-6 的表達量比較
與空白組比較,LPS 組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量升高(P<0.05)。與LPS 組比較,大黃酸中、高劑量組IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量降低(P<0.05)。與大黃酸低劑量組比較,大黃酸中、高劑量組IL-1β、IL-6、TNF-α 低表達量降低(P<0.05)。見表3。
表3 大黃酸干預后各組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量比較()
表3 大黃酸干預后各組中IL-1β、IL-6、TNF-α 表達量比較()
注 與空白組比較,aP<0.05;
與LPS 組比較,bP<0.05;
與大黃酸低劑量組比較,cP<0.05;
IL:白細胞介素;
TNF-α:腫瘤壞死因子-α:LPS:脂多糖。
2.5 大黃酸干預后各組iNOS 活性檢測結果比較
與空白組比較,LPS 組iNOS 表達量升高(P<0.05)。與LPS 組比較,大黃酸低、中、高劑量組iNOS 表達量降低(P<0.05)。見表4。
表4 大黃酸干預后各組iNOS 活性檢測結果比較()
表4 大黃酸干預后各組iNOS 活性檢測結果比較()
注 與空白組比較,aP<0.05;
與LPS 組比較,bP<0.05。iNOS:誘導型一氧化氮合酶;
LPS:脂多糖。
ICH 屬中醫學“中風”范疇。該病多由肝腎虧虛、肝陽上亢、臟腑氣血逆亂、腦絡受損所致,臨床上多伴有大便秘結,腑氣不通,證屬本虛標實,“痰瘀交結,氣血逆亂,腑氣不通”是其急性期病機關鍵[10-11]。此病病機雖復雜,然不外乎風、火、氣、虛、痰、瘀,同時該病多以肝腎虧虛為本,屬本虛標實[12-13]。腦者元神之腑,其氣與臟腑之氣相通,臟腑功能逆亂易突發該病,且元神亦易被風、火、痰、瘀所侵擾,致“痰瘀交結,氣血逆亂,腑氣不通”。《神農本草經》首次提到大黃,功效“下瘀血,……蕩滌腸胃,推陳致新”。因此,急性中風即投此藥,則腑氣暢通,升降歸位,氣血條暢,顱壓得降,血腫消退,諸癥皆消。
當發生ICH 時,小膠質細胞是首先被激活的炎癥效應細胞,活化的小膠質細胞能夠分泌大量的趨化因子、炎癥因子、蛋白酶、其他細胞毒性產物,增加炎癥細胞聚集,出現炎癥放大級聯效應,加重神經損傷[14-15]。活化的小膠質細胞可以分為M1 和M2 兩種表型,M1樣表型的激活主要發生在ICH 急性期,M2 樣表型發生在亞急性和慢性期,有助于吞噬細胞碎片和血腫清除[16-17]。研究發現,腦出血后3~6 h M1 型小膠質細胞數量明顯上升,而M2 型小膠質細胞升高晚1 d 且持續時間更短[18]。在ICH 中驅動小膠質細胞向M2 極化,可以減輕炎癥反應達到神經保護的作用[19-20]。丁苯酞可以促進小膠質細胞M2 極化,從而減輕ICH 炎癥損傷[21]。此外,抑制小膠質細胞炎癥反應和自噬,能夠顯著減輕ICH 小鼠腦水腫,改善其神經功能[22-23]。本研究發現,大黃酸在干預LPS 誘導的小膠質細胞極化表型中M1 比例較低,而M2 型比例較高,下調IL-1β、IL-6、TNF-α 高等炎癥因子表達。由此可見,大黃酸通過抑制其向M1 表型轉化或誘導其向M2 表型轉化,從而減輕ICH 后炎癥反應。
iNOS 作為誘導酶,產生的一氧化氮能夠導致氧化應激和腦水腫,在神經系統炎癥反應中發揮作用重要[24]。研究表明抑制iNOS 的表達,能有效改善ICH 大鼠神經功能[25]。瑞芬太尼抑制了iNOS 的表達,亦能改善大鼠腦缺血再灌注損傷的神經功能[26]。本研究中大黃酸干預LPS 誘導的小膠質細胞后,iNOS 表達下調,與同行研究結果一致。此研究結果,可為ICH 的治療提供一定的理論基礎,亦為今后的臨床研究提供一種思路或選擇。
利益沖突聲明:本文所有作者均聲明不存在利益沖突。
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