讨论蔓荆子黄素对小鼠单核巨噬细胞的影响
2018年08月14日 10:22 化工热点
本研究发现,蔓荆子黄素对小鼠腹腔巨噬细胞与小鼠单核巨噬细胞 RAW264.7 的细胞活性都有抑制作用,尤其对具有增<殖能力的 RAW264.7 细胞活性抑制作用更强,可以促进其凋亡,其作用机制与增加细胞内活性氧水平与降低线粒体膜电位有关。
巨噬细胞是一种位于组织内的免疫细胞,源自血单核细胞。巨噬细胞和单核细胞皆为吞噬细胞,在脊椎动物体内参与非特异性免疫和特异性免疫。巨
噬细胞能够对细胞残片及病原体进行吞噬及消化,并通过释放细胞因子等激活免疫系统中的其他细胞,具有免疫防御、免疫监视、免疫调节及抗原呈递等多种免疫功能,在特异性和非特异性免疫过程中均发挥着重要的作用。
蔓荆子黄素对小鼠腹腔巨噬细胞的细胞活性实验显示,药物作用至 72 h,各个浓度的蔓荆子黄素均对巨噬细胞表现出不同程度的抑制作用,呈量效依存性,其中 50.0 μmol/L 浓度的抑制作用达26.4%。另外,实验进一步使用小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7 细胞进行研究。RAW264.7 细胞因其性质稳定、易于培养等而常用作细胞因子、炎症性疾病及免疫疾病等研究的细胞模型。
对 RAW264.7 细胞活性实验显示,不同浓度的蔓荆子黄素处理 RAW264.7 细胞 24 h,与 0.0 μmol/L 组比较,较高浓度(2.0、5.0及 10.0 μmol/L)蔓荆子黄素对 RAW264.7 细胞活性呈现量效依存的抑制作用,并随着药物作用时间延长,作用明显增强,但 48 与 72 h 无差异 ;24、48 及 72 h的 IC 50 分别为 6.202、2.628 及 3.064 μmol/L,72 h 的IC 50 的值 <48 h 的 IC 50 值可能是因为随着时间增长,蔓荆子黄素作用于细胞的效应经过高峰值后开始减弱。
蔓荆子黄素对小鼠腹腔巨噬细胞与 RAW264.7 细胞的细胞活性都有抑制作用,然而抑制浓度有较大差异,与增殖活跃的 RAW264.7 的 IC 50 为 6.2 μmol/L 以下比较,对分化终端而没有增殖能力的小鼠腹腔巨噬细胞的 IC 50 虽未能确定,但从 50.0 μmol/L 时抑制率为26.4 % 来看,说明增殖活跃的细胞对蔓荆子黄素更为敏感。
细胞凋亡是多种基因调控、有序的死亡过程,是细胞在生理或病理条件下的一种主动死亡方式,早期以 DNA 降解为特征,最终细胞分解成凋亡小体后被巨噬细胞吞噬降解。实验显示蔓荆子黄素能够抑制单核巨噬细胞 RAW264.7 的细胞活性,与其促进细胞凋亡有关。
RAW264.7 细胞经过 AO/EB 双染后,在荧光显微镜下观察到 RAW264.7 细胞经浓度为 5.0 及10.0 μmol/L 的蔓荆子黄素处理后,体积变小,结构模糊,大部分细胞的细胞质减少、细胞核染色质固缩偏向一边或碎裂,呈橘黄色或红色荧光,显示为凋亡的形态,并可见细胞碎片。另外,RAW 264.7 细胞经 PI染色后通过流式细胞仪检测细胞周期的结果显示,蔓荆子黄素剂量依赖地增加 RAW264.7 细胞 Sub-G 1 期代表凋亡细胞的比例。
有研究显示,活性氧(ROS)可以通过对生物膜与蛋白质或 DNA 的氧化损伤、影响信号转导和基因表达等来诱导细胞凋亡。
由于蔓荆子黄素在化学构造上属于多甲氧基黄酮类化合物,具有较强的氧化活性,因此实验细胞内活性氧水平,探讨蔓荆子黄素引起 RAW264.7 细胞凋亡的机制。不同浓度的蔓荆子黄素处理 RAW264.7 细胞 2 h 后,荧光显微镜观察随着药物浓度的增高,活性氧产生的增强。荧光酶标仪检定量测定活性氧水平结果显示,与0.0 μmol/L组比较,随着药物浓度的增高,活性氧水平也随着增加,以较高浓度蔓荆子黄素组(5.0 及 10.0 μmol/L)的细胞活性氧水平增加最为显著。
活性氧等许多凋亡诱导剂引起的各种类型的细胞凋亡中均出现线粒体去极化、线粒体膜电位改变引起细胞凋亡。
实验分别用不同浓度的蔓荆子黄素处理 RAW264.7 细胞 24、48 及 72 h,使用 JC-1 染色显示线粒体膜电位,荧光显微镜观察到随着药物浓度的增高,线粒体膜电位逐渐下降,尤以作用 48 h 下降最为显著 ;荧光酶标仪定量检测结果显示,高浓度蔓荆子黄素(5.0 及 10.0 μmol/L)的线粒体膜电位下降最为显著。细胞凋亡过程中线粒体去极化作用增强并且线粒体质量下降,表明该凋亡过程与线粒体途径密切相关。
近年来,在国外的研究报道中,蔓荆子黄素在抗肿瘤作用方面研究显示对多种肿瘤细胞有较强的细胞活性抑制与促凋亡作用,通过阻滞细胞有丝分裂纺锤体形成、阻滞细胞周期、激活相关细胞凋亡的信号通路及影响 DNA 的表达等途径,而对正常细胞未有影响,因此有可能作为植物来源的抗肿瘤候选药物。
在免疫机能的调节方面,本研究显示,蔓荆子黄素对小鼠单核巨噬细胞的细胞活性抑制与凋亡促进的实验结果,结合 YOU 等与 MESAIK 等报道的蔓荆子黄素能够有效抑制小鼠 T 淋巴细胞和 B淋巴细胞增殖研究,初步揭示蔓荆子黄素可能作为免疫调节剂的应用前景,对其作用与机制的深入研究,可能应用于单核与巨噬细胞增多相关疾病,如传染性单核细胞增多症、肉芽肿性疾病、肉状瘤病、坏死性疾病、发热、炎症疾病或免疫失调性疾病等,并可能为阐明中药用于发热、湿痹等病症的现代医学基础提供支持与帮助。