苓桂术甘汤含药血清对TGF-β1 诱导的大鼠心肌细胞H9c2 中TNF-α、IL-6 和IL-1β 的影响*
2015-08-10黄金玲洪星辉甘贤兵
许 闪,黄金玲,2,王 靓,2△,施 慧,卲 菁,2,洪星辉,甘贤兵,2,刘 蕾
(1.安徽中医药大学,安徽 合肥230038;2.安徽省中医药科学院中西医结合研究所,安徽 合肥230038)
慢性心力衰竭(CHF)是一种复杂的临床症状,是各种心脏病的严重阶段。目前研究证实,心室重构、内分泌及细胞因子的紊乱是CHF 病理生理过程发生发展的两大因素[1]。在初始的心肌损伤以后,多种内源性的神经内分泌和细胞因子系统的激活,进一步加重了心肌损伤和心功能恶化[2]。机体可产生多种细胞因子,心肌细胞也成为多种细胞因子作用的靶细胞。炎性细胞因子在慢性心力衰竭中发挥着重要的作用[3-4]。
课题组前期研究证明,体内实验中LGZGD 可以降低急性心肌梗死心室重构模型大鼠血清中TNF-α、IL-6 和ET-1 的含量,通过调节细胞因子网络干预急性心肌梗死后的心室重构[5];体外实验中LGZGD 含药血清可以通过增加细胞存活率来保护由TGF-β1诱导的H9c2 细胞损伤,通过改善细胞凋亡形态、降低细胞凋亡率、降低心肌细胞H9c2 中胱天蛋白酶3 和胱天蛋白酶8 的含量来抑制TGF-β1诱导的大鼠心肌细胞H9c2 的凋亡。实验在前期研究基础上,体外培养大鼠心肌细胞H9c2 并通过TGF-β1的诱导来建立心肌细胞H9c2 损伤模型,通过ELISA 法测定TNF-α、IL-6 和IL-1β 等含量的变化来观察LGZGD 含药血清对TGF-β1诱导的心肌细胞H9c2 损伤的影响,为CHF 的临床应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 动物与细胞株
清洁级SD 大鼠,雄性(♂),体质量(200 ± 20)g,由安徽医科大学实验动物中心提供,合格证号:SCXK(皖)2011-002;自由摄食和饮水,室温控制在20 ~25 ℃,相对湿度40%~60%,定时通风换气。大鼠心肌细胞株H9c2 购于中国科学院上海生命科学研究所细胞资源中心。
1.2 药品与试剂
LGZGD 按原方比例(茯苓∶桂枝∶白术∶甘草=4∶3∶3∶2)参考文献[6]方法,由安徽省亳州市兴和药业有限公司提取制成含4.8 g 生药/g 的干浸膏粉末(批号:20141223),其中桂皮醛含量9.945 mg·g-1,甘草酸含量:14.71 mg·g-1,密封4 ℃冰箱保存备用。
高糖DMEM 培养基(美国Gibco 公司),胎牛血清(美国Gibco 公司),胰蛋白酶(美国Sigma 公司),人重组TGF-β1(批号0913209,美国PEPROTECH公司),TNF-α/IL-6/IL-1β 酶联免疫分析试剂盒(批号20150709,上海谷研实业有限公司)。
1.3 仪器
3111 型-恒温CO2培养箱(美国Thermo 公司),ATOM 全自动酶联免疫工作站(意大利MAROCHE),3K15-高速冷冻离心机(德国Sigma 公司),SW-CJ系列洁净工作台(AIRTECH,苏州安泰空气技术有限公司)。
1.4 含药血清的制备
取清洁级雄性SD 大鼠50 只,随机均分为空白对照组,按含生药量分别为LGZGD 2.1,4.2,8.4 g·kg-1(分别相当于临床成人等效量的0.5,1,2 倍)等4 组,灌胃给药,10 mL·kg-1,空白对照组给予等体积的蒸馏水,连续给药5d,末次给药后1 h 各组大鼠无菌条件下腹主动脉取血,3 000 × g,离心15 min 后取血清,56 ℃水浴30 min 灭活补体,同组血清混匀,0.22 μm 滤膜过滤除菌,-80 ℃保存备用。
1.5 检测指标和方法
将对数生长期心肌细胞H9c2 以3×105个·mL-1的密度接种于6 孔板中,分成6 组,正常组、模型组、空白血清组、LGZGD 2.1,4.2,8.4 g·kg-1含药血清组。空白血清组细胞以含10% 正常组大鼠血清的培养液培养,LGZGD 含药血清组细胞分别用含10% LGZGD 2.1,4.2,8.4 g·kg-1的含药血清的培养液培养,12 h 后除正常组之外其余各组加入20 ng·mL-1TGF-β1,培养12 h 后收集细胞上清液,3000×g离心10min,取上清液按ELISA 试剂盒说明书分别检测TNF-α/IL-6/IL-1β 的含量。
1.6 统计学处理
使用SPSS17.0 for windows 统计软件进行生物学分析,结果用平均数±标准差表示,多组数据间比较采用单因素方差分析,P<0.05 表示差异显著有统计学意义。
2 结果
LGZGD 含药血清对TGF-β1诱导H9c2 心肌细胞内TNF-α、IL-6 和IL-1β 含量的影响,结果见表1。
ELISA 结果显示(表1),与正常组比,20 ng·mL-1TGF-β1作用心肌细胞H9c2 12 h 后,细胞中TNF-α、IL-6 和IL-1β 的含量明显升高(P<0.01),经过LGZGD 4.2,8.4 g·kg-1预处理组的H9c2 细胞TNF-α 和IL-6 的含量显著下降(P<0.05、P<0.01),经过LGZGD 2.1,4.2,8.4 g·kg-1预处理组的H9c2细胞IL-1β 的含量也明显下降(P<0.05、P<0.01),以上结果说明LGZGD 含药血清可以降低由TGF-β1诱导的心肌细胞H9c2 中TNF-α、IL-6 和IL-1β 等含量的升高,对心肌细胞H9c2 的损伤有一定的保护作用。
表1 LGZGD 含药血清对TGF-β1 诱导H9c2心肌细胞内TNF-α、IL-6 和IL-1β 含量的影响
3 讨论
近年来研究发现,IL-1β、IL-6 和TNF-α 均可介导炎症反应,并且与心衰的严重程度正相关[7-9]。TNF-α 是由活化的单核巨噬细胞分泌的一种细胞激动剂,可损害血管内皮,抑制心肌收缩力[10],诱导心肌细胞凋亡或坏死,导致左心室明显扩大,刺激成纤维细胞增殖,参与心室重构的病理过程[11-13]。IL-1β 可由多种细胞合成,主要来源于单核细胞,血管的平滑肌细胞和内皮细胞也可产生。研究证实,在CHF 中,IL-1β 可以抑制心肌蛋白质合成、促进其分解,降低心肌细胞收缩力;IL-1β 的增加还可促使其他具有负性肌力作用的细胞因子释放增加,如:TNF-α,并与TNF-α 协同发挥负性肌力和细胞毒效应并导致心肌功能的抑制[14]。IL-6 是参与心功能异常调节的细胞因子,对心肌细胞产生细胞毒性作用,直接损伤心肌细胞,促进心肌细胞肥大和加重心室重构[15],抑制心肌细胞的兴奋收缩偶联。与此同时,TNF-α 既可诱导合成IL-1β,又可进一步激活IL-6[16],IL-1β 也可诱导TNF-α 的分泌,并与TNF-α 协同诱导多种细胞产生IL-6,这3 种细胞因子相互作用,共同促进心室重构及CHF 的发生发展。
研究结果表明,TGF-β1作用于心肌细胞H9c2后,IL-1β、IL-6 和TNF-α 的含量显著升高,提示TGF-β1可以诱导心肌细胞H9c2 发生损伤,而经过LGZGD 2.1,4.2,8.4 g·kg-1预处理组的H9c2 细胞中IL-1β、IL-6 和TNF-α 的含量明显下降(P<0.05、P<0.01),表明LGZGD 含药血清对TGF-β1诱导的H9c2 细胞损伤有显著的保护作用,其机制与抑制细胞因子过度激活有关。
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