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畲药苦爹菜增强免疫力功能的活性部位筛选

2021-03-19黄刚王华富刘丽仙桂志红朱美晓

浙江临床医学 2021年2期
关键词:乙酸乙酯脾脏淋巴细胞

黄刚 王华富* 刘丽仙 桂志红 朱美晓

畲药,主要分布在浙江省景宁畲族自治县以及福建、江西等省的部分山区,目前已发现畲药在白血病等疾病有良好的疗效,苦爹菜作为一味重要畲药,在畲药家族中有着巨大的贡献,其为伞形科茴芹属植物异叶茴芹Pimpinella diversifolia DC.的全草[1]。本研究团队前期研究结果显示畲药苦爹菜研磨液可显著提高脾淋巴细胞增殖能力及T 淋巴细胞亚群的水平,提高血清IL-2、IL-6 和TNF-α 分泌水平,本文在前期研究基础上对畲药苦爹菜的不同提取部位增强免疫力功能进行研究,以期为苦爹菜生物活性成分的研究奠定基础。

1 资料与方法

1.1 实验动物 健康的雄性昆明系小白鼠,为SPF 级,年龄6~8 周,体重20~24 g,购置于湖北省疾病预防控制中心,饲养于武汉华联科生物技术有限公司[实验动物许可证号:SYXK(鄂)2018-0104],小鼠在20~28℃条件下用标准鼠料及蒸馏水进行饲养。鼠笼清洁1~2 次/周。鼠笼用84 消毒液进行常规消毒。控制饲养房室温在(24±26)℃,相对湿度40%~70%,音响<60 dB,明暗周期12 h,24 h 通风换气。

1.2 试剂和仪器 苦爹菜,18 kg,由浙江省丽水市药检所李水福主任中药师/教授鉴定,采自浙江省景宁畲族自治县,自然阴干,经剪碎后用95%乙醇加热回流提取3 次,2 h/次,过滤,回收溶剂,得321 g 总膏。总膏粗提物加适量水悬浮,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,萃取液浓缩成浸膏得石油醚部位48 g,乙酸乙酯部位38 g,正丁醇部位85 g,水部位159 g。总膏及各极性部位均匀溶解或悬浮于蒸馏水,均配制成折合生药材浓度约为1 g/ml 的溶液备用。环磷酰胺(100 mg),上海麦克林科技有限公司(批号:C10176816);MTT 细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒[江苏凯基生物技术股份有限公司(批号:20180419)];乳酸脱氢酶细胞毒性检测试剂盒[碧云天生物技术有限公司(批号:C0016)];Elisa 试剂盒(南京建成生物优先公司),CD3-FITC、CD4-PI、CD8-PerCP;单抗(美国BioLegend 公司),酶标仪(美国Thermo 公司,型号为Multuskan Go 1510),显微镜(Olympusix71,德国徕卡公司),流式细胞仪(FASCC,美国BD 公司)。

1.3 实验方法 (1)造模:选取健康的SPF 级小鼠100只,其中8 只为正常组,92 只经腹腔注射35%乙醇溶解的环磷酰胺50 mg/kg 进行造模,每隔1 天注射1 次,总共注射3 次,注射前用络合碘进行常规消毒,注射完毕后观察小鼠的活动情况及死亡情况。(2)模型评判:定期观察小鼠的日常生活症状,当模型组渐渐出现行动迟缓、食欲不振、毛发松散且无光泽等症状时,可以判断免疫缺陷动物模型初步成功;并在末次注射2 天后处死模型组小鼠与正常组小鼠及模型组小鼠各10 只,检测胸腺及脾脏脏器重量指数,外周血T 淋巴细胞亚群百分比。与正常组及溶液组比较,模型组T 淋巴细胞亚群比率下降,并且脾脏、胸腺脏器重量指数下降可以判断免疫缺陷动物模型成立。(3)分组和给药:选取健康的SPF 级小鼠100 只,其中8 只为正常组,92 只经腹腔注射35%乙醇溶解的环孢菌素A 25 mg/kg 进行造模,每隔1 天注射1 次,总共注射3 次,并选取造模成功的48 只,随机选取8 只设为模型组,剩余40 只将其按照随机数字法随机分为A(总浸膏组)、B(石油醚部位组)、C(乙酸乙酯部位组)、D(正丁醇部位组)、E(水部位组)五组,均给予折合生药材2 g/kg 进行灌胃,以上药物均给药14 d,模型组和正常组给予生理盐水0.2 ml 只进行灌胃,14 d 后分别检测细胞免疫和体液免疫的相关指标。

1.4 检测指标 (1)一般情况:观察并记录小鼠每天的饮水量、食量及体重,实验期间是否掉毛,被毛的光泽度,活动度,灵敏度等一般情况。(2)脾脏、胸腺指数的计算:所有动物均末次给药后1 h 腹主动脉取血,制备含药血清,-70 ℃冰箱保存备用,断颈处死小鼠,无菌条件下分离脾脏、胸腺。脾脏指数=脾脏质量/小鼠的体重;胸腺指数=胸腺质量/小鼠体重。(3)脾脏提取淋巴细胞:无菌条件下得到的小鼠脾脏,剔除脂肪、结缔组织后用无菌手术剪剪成小块,然后研钵中研磨,加入3 ml 的0.9%氯化钠溶液后过滤,将过滤液1500 r/min 离心5 min,加入3 倍体积的红细胞裂解液后重新混悬,离心后弃上清液得到沉淀细胞,用PBS 重悬后调整细胞密度为2×106/ml。(4)MTT 法检测小鼠脾淋巴细胞增殖能力:吸取100 μl 细胞悬液接种于96 孔板,每份样品设6 个复孔,前3 个孔分别加入50 μl ConA(终浓度为5 mg/L),后3 个孔为对照孔,每孔加入50 μl 的RPMI-1640 培养液。置于37 ℃、5% CO2细胞培养箱培养72 h。培养结束前4 h,将5×MTT 用Dilution Buffer 稀释成1×MTT,每孔加入50 μl 1×MTT,于37℃、5% CO2细胞培养箱继续孵育4 h,使MTT 还原为甲臜。培养结束后,1500 r/min 离心5 min,吸出上清液,每孔加150 μl DMSO 使甲臜溶解,用平板摇床摇10 min,在570 nm 波长处检测每孔的光密度。淋巴细胞增殖能力=试验孔OD570 值/对照孔OD570 均值。(5)吞噬功能测定:小鼠腹腔注入20%(V ∶V)生理盐水配制鸡红细胞悬液1 ml。30 min 后,颈椎脱臼处死,经腹腔注射生理盐水2 ml,取腹腔洗液1 ml 涂片,置37 ℃恒温30 min,然后漂洗,晾干,以1 ∶1 丙酮甲醇溶液固定,4%(V ∶V)Ciemsa-磷酸缓冲液染色3 min,光镜下观察。吞噬百分率(%)=(吞噬鸡红细胞的巨噬细胞数/计数的巨噬细胞数)×100;吞噬指数=被吞噬鸡红细胞总数/计数的巨噬细胞数。(6)T淋巴细胞百分比比较:研磨脾脏,制成细胞悬液备用,用磷酸盐缓冲液(PBS)调整细胞浓度为1×107个/ml。取100 μl 脾脏、胸腺细胞悬液,均加入FITC 标记的小鼠CD4 抗体、PE 标记的小鼠CD8 抗体,4℃避光孵育1 h,加入PBS 1 ml,1200 r/min(r=8 cm)离心5 min,重复1 次,用PBS 300 μl 重悬,采用流式细胞仪检测细胞百分率。(7)血清IL-2、Il-6 和TNF-α 水平:采用ELISA 法检测小鼠血清IL-2、Il-6 和TNF-α 水平。具体操作按照试剂盒说明书进行。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0 统计软件。计量资料以(±s)表示,组间比较采用t检验,P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 正常组小鼠被毛光亮,活动灵活,大便棕黑色,干湿适度。模型组小鼠腹腔注射环磷酰胺后第3 天出现活动减少,食量下降,扎堆明显,喜抱团,易惊,毛色黯淡,阴囊皱缩,炸毛、掉毛现象。给药一周后,A、B、C、D、E 组小鼠食量均逐渐增加,活动增多,扎堆减少,停止掉毛,毛色恢复柔顺光亮。但A、C 组效果更明显。

2.2 各组脾脏指数和胰腺指数比较 A、B、C、D、E各组给药2 周后体质量、脾脏指数和胰腺指数均显著高于模型组(P<0.05),C 组给药2 周后脾脏指数和胰腺指数及体质量与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05),其余各组体质量、脾脏指数和胰腺指数均显著低于正常组(P<0.05)。见表1。

表1 各组脾脏指数和胰腺指数比较(±s)

表1 各组脾脏指数和胰腺指数比较(±s)

注:与模型组比较,*P<0.05;与正常组比较,#P<0.05

组别 n 体质量 脾脏指数(mg/g) 胰腺指数(mg/g)A 30.55±1.05*# 2.24±0.15*# 4.52±0.24*#8 25.55±1.02*# 1.82±0.17*# 3.41±0.22*#C 8 32.25±1.14* 2.97±0.15* 5.86±0.25*D 8 25.02±1.11*# 1.78±0.20*# 3.09±0.27*#E 8 25.11±1.01*# 1.77±0.17*# 3.03±0.31*#正常组 8 33.55±1.02* 3.02±0.20* 5.96±0.28*模型组 8 22.84±1.12 1.47±0.14# 2.67±0.26#B

2.3 各组脾淋巴细胞增殖能力比较 见表2。

表2 各组脾淋巴细胞增殖能力比较(±s)

表2 各组脾淋巴细胞增殖能力比较(±s)

注:与模型组比较,*P<0.05;与正常组比较,#P<0.05

组别 n 脾淋巴细胞增殖指数A 8 3.04±0.29*#B 2.88±0.20*#C 8 3.33±0.25*8 D 2.72±0.16*#E 8 2.71±0.17*#8正常组 10 3.32±0.25*模型组 10 2.06±0.21#

2.4 各组炎症因子比较 见表3。

表3 各组炎症因子比较(±s)

表3 各组炎症因子比较(±s)

注:与模型组比较,*P<0.05;与正常组比较,#P<0.05

组别 n IL-2(pg/ml) IL-6(ng/ml) TNF-α(ng/ml)A 8 10.32±1.21*# 48.24±4.47*# 115.30±9.82*#B 8 9.03±0.88*# 43.54±4.05*# 106.38±14.68*#C 8 11.41±1.18* 51.74±3.57* 124.06±5.93*D 8 8.91±1.20*# 40.10±4.33*# 103.77±10.52*#E 8 8.56±1.35* 39.85±2.12*# 104.25±6.95*#正常组 8 11.62±1.46* 52.57±3.22*# 125.45±6.02*模型组 8 6.34±1.03# 30.04±3.87 78.28±5.39#

2.5 各组T 淋巴细胞百分比比较 见表4。

表4 各组T淋巴细胞百分比比较(±s)

表4 各组T淋巴细胞百分比比较(±s)

注:与模型组比较,*P<0.05;与正常组比较,#P<0.05

组别 n CD4+ CD8+ CD4+/ CD8+A 8 70.38±4.75*# 50.50±4.63*# 1.40±0.17*#B 8 61.50±3.38*# 46.00±2.27*# 1.34±0.12*#C 8 78.38±4.75*# 52.50±4.63*# 1.49±0.17*#D 8 60.63±3.78*# 46.13±2.42*# 1.32±0.14*#E 8 60.88±6.58*# 44.38±6.07*# 1.39±0.21*#正常组 8 87.20±7.38* 55.50±2.60* 1.57±0.29*#模型组 8 20.90±4.79# 23.10±7.21 0.92±0.25#

2.6 各组对小鼠腹腔巨噬细胞鸡红细胞吞噬率及吞噬指数的影响 见表5。

表5 各组对小鼠腹腔巨噬细胞鸡红细胞吞噬率及吞噬指数的影响(±s)

表5 各组对小鼠腹腔巨噬细胞鸡红细胞吞噬率及吞噬指数的影响(±s)

注:与模型组比较,*P<0.05;与正常组比较,#P<0.05

组别 n 吞噬率(%) 吞噬指数A 8 22.18±1.35*# 0.24±0.08*#B 8 20.51±1.21*# 0.22±0.07*#25.38±1.25* 0.29±0.13*D 8 21.13±1.08*# 0.23±0.10*#C 8 21.18±1.23*# 0.20±0.07*#正常组 8 27.20±1.31* 0.32±0.11*模型组 8 12.10±1.22# 0.11±0.08 E 8

3 讨论

苦爹菜作为一味重要畲药,以全草及根入药。民间常将其捣烂敷在手腕上,可治疟疾,水煎外洗可治皮肤瘙痒,外用可治毒蛇咬伤、跌打损伤等[2-3]。历代名家对中医学的瘟疫、温病、温毒、虚劳、疫毒的治疗均建议增强免疫,以巩固正气,从而驱邪托毒,重建免疫功能。民间采用苦爹菜治疗疟疾及毒蛇咬伤,是否与增强人体免疫力有关,本研究的前期研究成果已经证实此观点。但目前尚无研究对苦爹菜增强人体免疫力的活性部位的筛选,更无对其化学成分的研究。艾滋病(HIV)是一种常见的免疫力低下的疾病,目前从畲族药物中已发现对抑制HIV 活性表现出良好势头的天然活性成分较多,类型上有多糖类、蛋白质和肽类、生物碱类、香豆素类、黄酮类、木脂素类、酚酸类、醌类、萜类等[4]。比如从Geum japonicum(水杨梅,又叫龙须草)分离得到一个三萜烯酸,有抑制HIV 病毒蛋白酶的活性[5]。因此,本研究对苦爹菜增强人体免疫力的活性部位进行筛选,以期找到先导化合物,将具有重要的临床意义。

胸腺与脾脏的质量与机体质量的比值主要取决于胸腺与脾脏内部淋巴细胞增殖分化的程度,故可在一定程度上反映机体免疫功能的强弱[6]。本资料结果显示,畲药苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位的脾脏指数和胰腺指数均显著高于模型组,且乙酸乙酯部位脾脏指数和胰腺指数与正常对照组相当,说明畲药苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位均能提高免疫缺陷小鼠的脾脏指数和胰腺指数,以乙酸乙酯部位效果更好。淋巴细胞的增殖和分化是机体免疫应答过程的一个重要阶段。淋巴细胞的增殖活化能力对机体的免疫具有正向调节作用[7]。

本资料结果显示,畲药苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位的脾淋巴细胞增殖能力均较免疫缺陷小鼠的显著增高,且乙酸乙酯部位脾淋巴细胞增殖能力与正常组相当。CD4+T 细胞即为Th 细胞,按照分泌的细胞因子的不同可分为Th1和Th2 两个亚群。Th1 细胞主要分泌IL-2 等细胞因子,可促进CTL 细胞分化、成熟,从而影响细胞介导的免疫反应。Th2 细胞主要分泌IL-6、TNF-α 等细胞因子,参与β 细胞的分化、成熟及抗体生成过程,可促进由抗体介导的体液免疫反应,机体功能处于正常状态时,Th1 和Th2 细胞维持着动态平衡,保持机体细胞免疫和体液免疫功能正常进行[8-11]。

本资料结果显示,畲药苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位均能显著升高IL-2、IL-6、TNF-α 炎症因子水平,乙酸乙酯部位更好,但对于是否能通过恢复Th1/Th2 的平衡,从而达到调节免疫功能低下小鼠的免疫状态,需要进一步的研究。单核-巨噬细胞在调节淋巴细胞和免疫应答上起着重要作用[12-13],本资料结果显示,畲药苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位均能显著升高腹腔巨噬细胞鸡红细胞吞噬率及吞噬指数,乙酸乙酯部位更显著。

综上所述,苦爹菜总浸膏、石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和水部位均能显著提高环磷酰胺构建的免疫缺陷小鼠的脾脏指数和胰腺指数,提高脾淋巴细胞增殖能力及T 淋巴细胞亚群的水平,提高血清IL-2、IL-6 和TNF-α 分泌水平,但苦爹菜乙酸乙酯部位效果更好,后期可对乙酸乙酯部位的化学成分进行系统研究,以期找到先导化合物。

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