桑黄不同提取物对TGF-β1诱导的大鼠肾小管上皮细胞-间充质转分化的影响
2018-12-19万凤杨汝春时延朋张华琴
万凤 杨汝春⋆ 时延朋 张华琴
肾小管间质纤维化(TIF)是各种慢性肾脏病(CKD)进展至终末期肾病(ESRD)的共同通路和主要病理特征[1]。研究发现,肾小管上皮细胞-间充质转分化(EMT)是TIF发生发展的核心环节[2]。EMT受多种生长因子和细胞因子的调节,其中最重要的是转化生长因子β1(TGF-β1)。实验表明TGF-β1参与多数肾脏病中进展性肾纤维化的病理形成[3]。目前,有关桑黄提取物在肾小管上皮细胞EMT发生中的作用研究尚未见报道。因此,本文以大鼠肾小管上皮细胞NRK-52E细胞为研究对象,观察桑黄PA、PW和PP对TGF-β1诱导的NRK-52E细胞EMT的影响。
1 材料与方法
1.1 材料 (1)细胞株:大鼠肾小管上皮细胞NRK-52E,购于中国科学院细胞库,细胞系目录号GNR 8。(2)药物与试剂:PA、PW和PP均由浙江省农业科学院提供。胎牛血清(Gibco),DMEM低糖培养基,0.25%胰酶-EDTA,双抗、CCK-8试剂盒均购自杭州达文生物有限公司;RT-PCR引物由上海生工生物有限公司合成。TGF-β1(R&D公司),TRIzol reagent(Invitrogen),逆转录试剂盒和SYBR® Premix Ex TaqTM均自TaKaRa公司。
1.2 细胞培养 采用含10%胎牛血清(FBS)、100 U/ml青霉素和0.1g/L链霉素的DMEM低糖培养基,置于37℃,5%CO2培养箱中常规培养,进行换液1次/1~2d。当细胞生长融合至80%~90%融合时,用含0.25%胰酶-EDTA溶液进行消化细胞,吹打均匀并传代。
1.3 CCK-8法测定NRK-52E细胞存活率 消化收集对数增殖期NRK-52E细胞并以1×108/L的密度接种于96孔板,每孔100μl,细胞贴壁后用无血清培养基同步化24h。之后实验组分别加入不同浓度的采用含2%FBS DMEM培养基配制的倍比稀释的PA、PW和PP,每孔100μl,终浓度分别为1.562、3.125、6.25、12.5、25、50、100、200和 400μg/ml,对照组加入等体积2% DMEM培养基,每组设置6个复孔。培养48h后每孔加入10μl CCK-8 溶液,37℃反应2h后于450nm波长处检测每孔吸光度值。细胞生存率及增殖抑制率按如下公式计算:生存率(%)=(实验组OD值/对照组OD)×100%。抑制率(%)=(1-生存率)×100%。
1.4 实验分组 将NRK-52E接种在6孔板中,当细胞密度达到70%左右时进行无血清同步化处理24h,之后将NRK-52E细胞随机分为5组:(1)对照组。(2)诱导组:只添加10ng/mlTGF-β1。(3)PA干预组:10ng/ml TGF-β1+100μg/ml PA。(4)PW干预组:10 ng/ml TGF-β1+200μg/ml PW。(5)PP干预组:10ng/ml TGF-β1+200 μg/ml PW。
1.5 RT-PCR检测EMT相关基因mRNA水平的表达 PA、PW和PP分别处理NRK-52E 24 h,收集细胞,TRIZOL法提取细胞总RNA,分光光度计测定RNA浓度。取所提取的2μg总RNA逆转录成cDNA,并进行荧光定量PCR,GAPDH作为内参。E-cadherin的上游引物:AACAACTGCATGAAGGCGATCTCC,下游引物TTGACCACCGTTCTCCTCCGTAG,扩增产物长度137bp;α-SMA的上游引物:GCGTGGCTATTCCTTCGTGACTAC,下 游 引 物:CCATCAGGCAGTTCGTAGCTCTTC, 扩增产物长度为150bp;Desmin的上游引物:AATGACCGCTTCGCCAACTACTTC, 下 游 引 物:GCTCTCGCATCTCCTCCTCGTAG,扩增产物长度为139 bp;GAPDH的上游引物:ACCACAGTCCATGCCATCAC,下游引物:TCCACCACCCTGTTGCTGTA,扩增产物长度为453 bp。
1.6 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件。计量资料以()表示,方差齐者,多组间采用one-way ANOVA,组间两两比较用LSD法;如方差不齐,采用Tamhane's T2。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 PA对NRK-52E细胞增殖的影响 CCK-8结果显示,与对照组比较,低浓度的PA对NRK-52E细胞无明显的抑制作用,当浓度达到200μg/ml时,PA可显著抑制NRK-52E的增殖效应,抑制率达到56%,具有统计学意义(P<0.05)。当PA浓度达到400μg/ml时,其对NRK-52的抑制率高达68%,较对照组差异性显著(P<0.01)。
2.2 PW对NRK-52E细胞的增殖效应 CCK-8结果显示,与对照组比较,低浓度的PW对NRK-52E细胞无明显的抑制作用,当浓度达到400μg/ml时,PW可显著抑制NRK-52E的增殖作用,抑制率达到50%,差异具有统计学意义(P<0.01)。
2.3 PP对NRK-52E细胞的增殖效应 CCK-8结果显示,与对照组比较,低浓度的PP对NRK-52E细胞无明显的增殖效应,当浓度达到12.5μg/ml和25μg/ml时,其增殖率分别达到175%和176%,且差异具有统计学意义(P<0.05)。然而,随着浓度的继续增加,其增殖作用趋于减弱。当浓度达到400μg/ml时,PP反而抑制NRK-52E的增殖效应,抑制率达到38%(P<0.05)。
2.4 桑黄不同浓度提取物对NRK-52E细胞EMT相关基因mRNA表达的影响 基于CCK-8结果,分别选取100μg/ml PA、200μg/ml PW和200μg/ml PP用于后续的EMT干预实验。RT-PCR结果显示TGF-β1诱导组中α-SMA和desmin的表达均较正常组明显增加(P<0.01),E-cadherin则较正常组显著降低(P<0.01)。而经PA、PW和PP干预之后,NRK-52E细胞中的α-SMA和desmin较模型组明显降低(P<0.01或 P<0.05),E-cadherin 表达增加(P<0.01 或 P<0.05),其中PP的干预效果最佳。综上,PA、PW和PP均可抑制NRK-52E细胞的EMT作用。见图1-3。
3 讨论
图1 桑黄不同提取物对α-SMA表达的影响(与对照组比较,⋆⋆P<0.01;与TGF-β1模型组比较,#P<0.05,##P<0.01)
图2 桑黄不同提取物对demin表达的影响(与对照组比较,⋆⋆P<0.01;与TGF-β1模型组比较,#P<0.05,##P<0.01)
图3 桑黄不同提取物对E-cadherin表达的影响(与对照组比较,⋆⋆P<0.01;与TGF-β1模型组比较,#P<0.05,##P<0.01)
桑黄,又称桑臣、桑耳、桑黄菇等,是寄生于桑树等阔叶树的一种药用真菌。桑黄的主要成分包括多糖、甾体、黄酮类物质、酚类物质、萜类、香豆素类物质及生物碱[4]。桑黄具有广泛的药理活性,包括抗氧化[5]、抗血管生成[6]、降血糖[7]、自由基清除[8]、免疫调节[9]和抗肿瘤作用[10]。桑黄是活血化瘀药,其子实体入药,味微苦,性寒,具有活血、化饮、补虚、清热解毒之功效。现代药理学研究表明多糖、黄酮和萜类是其主要活性成分。桑黄是一种珍贵的药用真菌,已吸引国内外越来越广泛的关注。研究证实桑黄具有抗肿瘤、抗肝纤维化和抗氧化等作用。桑黄的抗肝纤维化作用在动物实验中已得到证实。然而,桑黄是否具有抗肾纤维化作用尚未见报道。
在本研究中,首先评估了不同浓度PA、PW和PP对NRK-52E细胞增殖的影响。在此基础上,作者分别选取了100μg/ml PA、200μg/ml PW和200μg/ml PP三个对细胞无毒副作用的浓度用于后续的EMT干预实验。RT-PCR结果显示TGF-β1组中E-cadherin较正常组明显降低,而α-SMA和desmin较正常组明显增加。而经PA、PW和PP干预之后,NRK-52E细胞中E-cadherin表达较TGF-β1组明显上调,α-SMA和desmin则明显降低,其中以PP的效果最为明显,推测PP可能是桑黄中抑制NRK-52E发生EMT最有效的成分。
综上所述,桑黄不同提取物可抑制TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞EMT的发生。EMT是一个错综复杂的过程,阻断其中任何一个环节均有可能抑制其进程。本文仅检测了EMT发生的下游效应因子,其具体机理尚不明确,还有待于进一步的探究。