尚廣彬,陳中,張鐘康,盧震,路千里,嚴小軍,盧曉南(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)基礎(chǔ)理論分化發(fā)展中心,江西 南昌 000;2.江西省中醫(yī)病因生物學(xué)重點實驗室,江西 南昌 000;.江西中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,江西 南昌 000;.江西中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院,江西 南昌 000)
免疫性血小板減少癥(Immune thrombocytopenia,ITP)屬于自身免疫性疾病,以外周血小板計數(shù)減少為主要特征,其主要的發(fā)病機制是由于人體自身免疫耐受機制被打破,體液免疫和細胞免疫紊亂,產(chǎn)生抗自身血小板抗體,引發(fā)血小板破壞增多、巨核細胞分化成熟障礙及生成血小板減少[1-2]。其中巨核細胞分化成熟障礙越來越受到關(guān)注[3-5],它是指骨髓中巨核細胞數(shù)目正?;蛟龆?,但分化不足,成熟受阻,產(chǎn)板不良,導(dǎo)致血小板減少,是ITP的特征性改變,也是其發(fā)病和治療的關(guān)鍵。
ITP 屬于中醫(yī)“血癥”范疇,以隨著外周血小板數(shù)量減少,或伴皮膚黏膜出血、紫癜及瘀斑等為特點,中醫(yī)診治專家共識建議對各證型ITP 適時、適度使用活血化瘀藥物進行干預(yù)治療[6]。腫節(jié)風(fēng)[Sarcandraglabra(Thunb.)Nakai]是金粟蘭科草珊瑚屬植物,具有活血化瘀、涼血止血的功效,以及抗免疫性血小板減少性紫癜的藥理作用[7-8]。本課題組前期研究[9-11]表明,腫節(jié)風(fēng)總黃酮提取物能明顯提高成熟巨核細胞的數(shù)量和促進巨核系祖細胞集落的形成,并可以通過調(diào)節(jié)骨髓微環(huán)境,改善骨髓巨核細胞分化成熟障礙狀態(tài),促進其分化成熟并生成血小板,但具體作用機制尚不清楚。故本研究擬利用體外巨核細胞分化成熟障礙模型,探索腫節(jié)風(fēng)總黃酮通過絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/c-Jun N-末端激酶(JNK)信號通路促進巨核細胞分化成熟的作用機制。
1.1 細胞株人類巨核細胞白血病Dami 細胞株,購于中國科學(xué)院細胞資源中心。
1.2 藥物及試劑腫節(jié)風(fēng)總黃酮提取物,由本實驗室前期制備[7]:將腫節(jié)風(fēng)浸膏利用HDP-400 大孔樹脂吸附,70%乙醇洗脫,冷凍干燥得到的固形物即為總黃酮,以蘆丁作對照檢測總黃酮含量為78.53%。兔抗大鼠血小板血清(APS,貨號:201108),參考盧曉南等[10]方法由北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限公司定制;佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯(PMA,貨號:P1585),美國Sigma-Aldrich 公司;RPMI Medlium 1640 培養(yǎng)基(貨號:C11875500BT),美國Hyclone 公司;胎牛血清(貨號:11011-8611),浙江天杭生物科技股份有限公司;青鏈霉素混合液(貨號:P1400),北京索萊寶科技有限公司;化學(xué)發(fā)光細胞活力檢測試劑盒(貨號:G9241),美國Promega 公司;Anti-Human CD41a PE(貨號:12-0419-42)、Anti-Human CD42b FITC(貨號:11-0429-42)、Anti-Human CD61 FITC(貨號:11-0619-42),均購自美國 eBioscience 公司;Phospho- SAPK/JNK(Thr183/Tyr185,81E11)Rabbit mAb(貨號:4668)、SAPK/JNK Antibody(貨號:9252)、Phospho-c-Jun(Ser73,D47G9)XP?Rabbit mAb(貨號:3270)、c-Jun(60A8)Rabbit mAb(貨號:9165)、β-Tubulin(D2N5G) Rabbit mAb(貨號: 15115)、GAPDH(D16H11)XP?Rabbit mAb(貨號:5174),均購自美國Cell Signaling Technology 公司;辣根過氧化物酶標記山羊抗兔IgG 抗體(貨號:SA00001-0),武漢三鷹生物技術(shù)有限公司;ECL 發(fā)光液(貨號:CW0049S),江蘇康維世紀有限公司。
1.3 主要儀器Forma 3111 型CO2培養(yǎng)箱,美國Thermo Scientific 公司;Spark 10M 型多功能酶標儀,瑞士Tecan 公司;Moflo XDP 流式細胞儀,美國BeckmanCoulter 公司;Mini-PROTEAN 蛋白電泳及轉(zhuǎn)印系統(tǒng)、Chemi Doc XRS+化學(xué)發(fā)光凝膠成像系統(tǒng),美國Bio-Rad 生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司。
1.4 體外巨核細胞分化成熟模型的建立、分組及藥物干預(yù)取狀態(tài)良好的對數(shù)生長期Dami 細胞進行實驗,利用終濃度為5 ng·mL-1的PMA 和體積分數(shù)為1%的APS 聯(lián)合作用于Dami 細胞,構(gòu)建體外巨核細胞分化成熟障礙模型。實驗分為空白對照組(Control組)、PMA 誘導(dǎo)組(5 ng·mL-1)、APS 模型組(5 ng·mL-1PMA+1% APS,Model 組)以及腫節(jié)風(fēng)總黃酮高、中、低劑量組(15.6、7.8、3.9 μg·mL-1腫節(jié)風(fēng)總黃酮+5 ng·mL-1PMA+1% APS),細胞接種后將培養(yǎng)板移入37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中。
1.5 化學(xué)發(fā)光法檢測細胞增殖活力收集對數(shù)生長期細胞,以每孔5 000 個細胞(體積100 μL)接種于96 孔板中,分組同“1.4”項下,增加調(diào)零組,每組4 個復(fù)孔。在37 ℃、5% CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48、72、96 h 后,以每孔100 μL 滴加化學(xué)發(fā)光試劑,搖床振蕩反應(yīng)10 min 后,置于多功能酶標儀中檢測500 ms 的Luminesence 讀數(shù)(L 讀數(shù))。計算:細胞相對增殖活力(%)=[(實驗孔L 讀數(shù)-調(diào)零孔L 讀數(shù))/(對照孔L 讀數(shù)-調(diào)零孔L 讀數(shù))]×100%。
1.6 流式細胞術(shù)檢測巨核細胞分化情況取對數(shù)生長期細胞,以每孔6 ×104個細胞(體積1 mL)接種于12 孔板,分組同“1.4”項下,每組4 個復(fù)孔。藥物干預(yù)96 h 后,收集各組細胞至2 mL 離心管,用磷酸緩沖液(PBS)離心清洗2 次,用500 μL PBS 重懸細胞;再加入5 μL Anti-Human CD41a PE、Anti-Human CD42b FITC、Anti-Human CD61 FITC 染液,混勻后在室溫下避光染色30 min。用細胞篩網(wǎng)進行過濾后,采用流式細胞儀檢測巨核細胞分化成熟的表面標記分子CD41a、CD42b 及CD61 表達情況,結(jié)果用FolwJo 7.0 軟件進行分析。
1.7 Western Blot 法檢測細胞MAPK/JNK 信號通路相關(guān)蛋白的表達情況取對數(shù)生長期細胞,以每孔1×105個細胞(體積2 mL)接種于6 孔板,分組同“1.4”項下,每組3 個復(fù)孔。藥物干預(yù)96 h 后收集各組細胞,離心清洗后加入200 μL RIPA 裂解液(使用之前加入蛋白酶抑制劑和磷酸化蛋白酶抑制劑),冰上裂解30 min;以13 500×g離心15 min,取上清蛋白液,采用BCA 酶標法測定蛋白濃度。以每孔20 μg 蛋白標準配制,加入6×Loading Buffer,混勻,100 ℃加熱10 min。上樣進行SDS-PAGE 電泳分離,將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上;用5% BSA 室溫下封閉1 h 后,分別加入Phospho-SAPK/JNK(1∶1 000)、SAPK/JNK(1∶2 000)、Phospho-c-Jun(1∶1 000)、c-Jun(1∶2 000)、β-Tubulin(1∶2 000)、GAPDH(1∶2 000)一抗,4 ℃下孵育過夜;TBST 洗膜3 次,每次10 min,加入辣根過氧化物酶標記山羊抗兔IgG二抗(1∶4 000),室溫下孵育1.5 h;TBST 洗膜3 次,每次10 min,采用ECL 發(fā)光液于凝膠成像儀顯影,掃描;以β-Tubulin/GAPDH 為內(nèi)參,使用ImageJ 1.53 軟件對目的蛋白進行半定量分析。
1.8 統(tǒng)計學(xué)處理方法采用GraphPad Prism 8.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析;計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示;多組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA),兩兩比較采用LSD 檢驗;以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞增殖活力的影響結(jié)果見表1。與空白對照組相比,PMA 誘導(dǎo)組不同時間點的細胞活力均顯著降低(P<0.01),與PMA 誘導(dǎo)巨核細胞分化成熟增殖受抑制有關(guān)。與PMA 誘導(dǎo)組相比,APS 模型組48 h 的細胞活力明顯下降(P<0.05),但隨時間延長抑制作用減弱,72、96 h 的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與APS 模型組比較,腫節(jié)風(fēng)總黃酮中、高劑量組48、72 h 的細胞活力均受到明顯抑制(P<0.05,P<0.01),腫節(jié)風(fēng)總黃酮高劑量組96 h 的細胞活力受到顯著抑制(P<0.01)。結(jié)果表明,腫節(jié)風(fēng)總黃酮對體外巨核細胞分化成熟模型Dami 細胞的增殖活性有明顯的抑制效應(yīng),可能與其促進巨核細胞分化成熟有關(guān)。
表1 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞增殖活力的影響(±s,n=4)Table 1 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on Dami cell viability(±s,n=4)
表1 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞增殖活力的影響(±s,n=4)Table 1 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on Dami cell viability(±s,n=4)
注:與空白對照組比較,##P<0.01;與PMA 誘導(dǎo)組比較,ΔP<0.05;與APS 模型組比較,*P<0.05,**P<0.01
組別空白對照組PMA 誘導(dǎo)組APS 模型組腫節(jié)風(fēng)總黃酮低劑量組腫節(jié)風(fēng)總黃酮中劑量組腫節(jié)風(fēng)總黃酮高劑量組劑量/(μg·mL-1)細胞相對增殖活力/%96 h 100.00±0.00 91.26±3.31##90.37±2.72 88.68±3.41 85.08±3.11 80.23±3.20**---3.9 7.8 15.6 48 h 100.00±0.00 94.54±1.75##90.31±0.57Δ 89.79±2.44 81.25±2.37**77.74±2.38**72 h 100.00±0.00 93.35±3.08##91.74±2.45 88.69±4.36 82.92±2.71*79.46±3.24**
2.2 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對巨核細胞分化成熟標志物表達的影響結(jié)果見圖1、圖2、圖3。與空白對照組比較,PMA 誘導(dǎo)組Dami 細胞表面的CD41a、CD42b 和CD61 表達水平均顯著升高(P<0.01)。與PMA 誘導(dǎo)組比較,APS 模型組Dami 細胞表面的CD41a、CD42b 和CD61 表達水平均顯著降低(P<0.01)。與APS 模型組比較,腫節(jié)風(fēng)總黃酮高、中劑量組Dami細胞表面的CD41a、CD42b 和CD61 表達水平均顯著升高(P<0.01)。結(jié)果表明,利用PMA 及APS 誘導(dǎo)Dami 細胞成功建立體外巨核細胞分化成熟障礙模型,而腫節(jié)風(fēng)總黃酮能夠改善巨核細胞的分化成熟障礙狀態(tài),促進細胞表面CD41a、CD42b 和CD61表達。
圖1 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞表面CD41a 表達的影響(±s,n=4)Figure 1 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on the expression of CD41a on the surface of Dami cell(±s,n=4)
圖2 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞表面CD42b 表達的影響(±s,n=4)Figure 2 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on the expression of CD42b on the surface of Dami cell(±s,n=4)
圖3 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞表面CD61 表達的影響(±s,n=4)Figure 3 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on the expression of CD61 on the surface of Dami cell(±s,n=4)
2.3 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞MAPK/JNK 信號通路相關(guān)蛋白表達的影響結(jié)果見圖4。與PMA 誘導(dǎo)組比較,APS 模型組Dami 細胞的p-JNK/JNK 及p-c-Jun/c-Jun 蛋白表達顯著上調(diào)(P<0.01)。與APS模型組比較,腫節(jié)風(fēng)總黃酮中、高劑量組Dami 細胞的p-JNK/JNK 蛋白表達明顯下調(diào)(P<0.05,P<0.01);腫節(jié)風(fēng)總黃酮低、中、高劑量組Dami 細胞的p-c-Jun/c-Jun 蛋白表達顯著下調(diào)(P<0.01)。結(jié)果表明,腫節(jié)風(fēng)總黃酮可能通過抑制MAPK/JNK 信號通路的激活,改善體外巨核細胞分化成熟障礙模型的分化受阻狀態(tài)。
圖4 腫節(jié)風(fēng)總黃酮對Dami 細胞p-JNK、JNK、c-Jun 及p-c-Jun 蛋白表達的影響(±s,n=3)Figure 4 Effect of flavonoids from Sarcandrae glabra on the protein expressions of p-JNK,JNK,p-c-Jun and c-Jun of Dami cell(±s,n=3)
免疫性血小板減少癥(ITP)屬于機體免疫失衡造成的血液性疾病,主要發(fā)病機制是由于各種原因引發(fā)體液及細胞免疫異常活化,產(chǎn)生抗自身血小板抗體,導(dǎo)致體內(nèi)血小板破壞增多或/和巨核細胞分化成熟障礙[1]。有研究[3]認為,抗自身血小板抗體與巨核細胞結(jié)合,使之分化成熟受阻,無法生成血小板才是血小板減少的主要原因。因此,利用含抗血小板抗體的血清(APS)作為一種成熟的ITP 動物模型誘導(dǎo)劑,能抑制骨髓內(nèi)巨核細胞分化成熟,有效減少模型動物的血小板,可以較好地模擬ITP 發(fā)病時的狀態(tài)[12-14]。目前對體外巨核細胞分化成熟障礙模型的研究相對不足,因此本研究利用巨核細胞分化經(jīng)典誘導(dǎo)劑佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯(PMA)作用于體外Dami 巨核細胞,誘導(dǎo)其快速分化成熟,同時結(jié)合APS 阻逆巨核細胞分化成熟。結(jié)果顯示,模型組Dami 細胞表面的巨核細胞分化標志分子CD41a、CD42b 和CD61 表達量顯著降低,表明成功構(gòu)建了體外巨核細胞分化成熟障礙模型;而腫節(jié)風(fēng)總黃酮干預(yù)后,可顯著上調(diào)模型組Dami 細胞表面CD41a、CD42b 和CD61 表達,促進巨核細胞的分化成熟。
絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路能夠調(diào)節(jié)細胞增殖、分化、細胞凋亡以及病理條件下的應(yīng)激反應(yīng),可分為4 個亞族:細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)、p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、c-Jun 氨基末端激酶(JNK)和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶5(ERK5)。研究表明,MAPK 信號通路直接或間接參與巨核細胞的增殖、分化和成熟過程[15-17];ITP 診治指南推薦的二線治療藥物艾曲波帕可以通過MAPK信號通路中ERK1/2 信號分子的活化促進巨核細胞分化成熟,加速生成血小板[18-19]。本研究結(jié)果顯示,空白對照組及PMA 誘導(dǎo)組Dami 細胞的p-JNK、p-c-Jun 蛋白基本不表達,而APS 誘導(dǎo)后模型組Dami 細胞JNK、c-Jun 蛋白磷酸化水平顯著升高。表明APS能夠促進巨核細胞中JNK 及c-Jun 蛋白磷酸化,激活MAPK 信號通路,抑制巨核細胞分化成熟。而腫節(jié)風(fēng)總黃酮干預(yù)后,APS 模型組細胞的p-JNK、pc-Jun 蛋白表達明顯下調(diào),提示腫節(jié)風(fēng)總黃酮可能通過調(diào)節(jié)MAPK/JNK 信號通路來改善巨核細胞分化成熟障礙狀況。
骨髓內(nèi)巨核細胞分化成熟形成血小板是一個復(fù)雜的動態(tài)過程[20],MAPKs 在該過程中的調(diào)節(jié)作用亦復(fù)雜,且取決于多個因素,因為巨核細胞分化成熟過程本身涉及不同的連續(xù)步驟[21]。因此,本課題組后續(xù)將利用MAPK/JNK 信號通路激動劑、拮抗劑等進行對照實驗,以更深入探討腫節(jié)風(fēng)總黃酮促巨核細胞分化成熟的機制。另外,MAPK 信號通路調(diào)控巨核細胞分化成熟的關(guān)鍵靶點也需要進一步驗證,其上下游復(fù)雜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的分子機制還有待更深入的研究。