药物对动物腹腔巨噬细胞的影响实验

红景天苷不仅具有抗衰老、抗抑郁、抗癌、抗缺氧、保护肝脏、改善心脑血管功能和提高中枢神经系统功能等多种药理作用,还可以起到抗疲劳、抗缺氧、抗肿瘤、抗病毒和增强免疫功能的药理作用。巨噬细胞是机体免疫系统的重要递呈细胞,在特异性和非特异性免疫过程中均发挥着重要的作用。 一、讨论

巨噬细胞免疫调节作用的发挥是通过其抗原提呈、吞噬作用和分泌多种细胞因子而实现的。巨噬细胞发挥其免疫功能的基础是细胞的存活,其存活状态直接影响着其功能的发挥及应答的强弱。

对细胞存活的保护作用一般从两个方面完成:一是促进细胞生长,二是抑制细胞凋亡。为此,本实验针对巨噬细胞设计了一系列的实验,结果发现,Sal能促进小鼠腹腔巨噬细胞在LPS刺激下的增殖反应,提示Sal可能是作为次级信号对LPS和IFN-γ促进巨噬细胞的信号转导及细胞因子的分泌有协同作用,从而促进其增殖。因此提示,Sal可能对小鼠的固有免疫有增强作用。

本实验的结果表明,Sal对CHX诱导的细胞凋亡具有抑制作用。已知CHX是一种蛋白质合成抑制剂,可通过直接与蛋白转位酶结合,干扰转录过程从而抑制蛋白合成。故我们推测,Sal可能通过某些途径阻断了CHX与蛋白转位酶的结合进而抑制CHX诱导的细胞凋亡。

从上述两个实验结果中可以得出Sal对小鼠腹腔巨噬细胞的存活具有保护作用。吞噬功能是巨噬细胞的重要功能之一,巨噬细胞通过吞噬侵入的病原体及体内衰老、畸变的细胞而提高机体的抗感染能力。

巨噬细胞对病原体等抗原性异物的识别是通过其表面模式识别受体(patternrecognitionreceptor,PRR)直接识别某些病原体或其产物所共有的高度保守的特定分子结构,或通过表面IgGFc受体(Fc??R)和补体受体(CR)识别IgG或补体结合的病原体。

巨噬细胞和病原体等抗原性异物结合后,经过吞噬或吞饮作用将病原体等摄入胞内形成吞噬体。在吞噬体内,可以通过氧依赖和氧非依赖的杀菌系统杀伤病原体。我们研究了Sal对巨噬细胞吞噬功能的影响,结果表明,Sal均能明显提高巨噬细胞在静息态和活化态的吞噬功能,推测Sal可能是通过某个分子结构或生物学机制,促进巨噬细胞表面的PRR和病原体或凋亡细胞表面的特定分子结构相结合,从而促进巨噬细胞的吞噬功能,增强巨噬细胞对于外来病原体的固有免疫反应。

Ryter等研究表明,ROS能够启动细胞的凋亡级联反应。细胞内过量ROS的产生不但与细胞的凋亡和坏死有关,并且也与许多缺氧相关的病理学疾病(例如局部缺血损伤和肿瘤)有着密切的关系。

临床和体内实验均表明,红景天对局部缺血性损伤具有保护性作用。现在研究结果表明,Sal是红景天的主要活性成分,并能对缺氧造成的胞内过量ROS的产生而诱导的细胞凋亡具有保护性作用。Sal能清除机体内不同种类的超氧阴离子自由基和羟基自由基,因此,本实验研究了Sal对LPS和IFN-γ诱导的腹腔巨噬细胞胞内ROS产生的影响。

结果显示,Sal能显著降低活化巨噬细胞胞内的ROS,提示Sal的保护机制可能是直接清除腹腔巨噬细胞内的ROS,从而对过量ROS引起的腹腔巨噬细胞的凋亡起保护作用。

NO作为活化的巨噬细胞分泌的一种非特异性分子,能够杀灭或抑制多种病原微生物生长。巨噬细胞内的NO是通过NOS途径合成,其合成能力与抗炎作用密切相关。NO的合成可由IFN-γ所诱导,然而该诱导过程通常需要第二信号(TNF-及不同微生物成分如LPS)的存在。IFN-γ或第二信号单独作用时,可诱导巨噬细胞合成低量的NO,但在许多情形下,没有直接的细胞毒性作用;但IFN-γ和第二信号共同作用时,可显著提高NO的产生,并增加巨噬细胞的细胞毒性作用。

谢乐斯等研究表明,Sal免疫小鼠的腹腔巨噬细胞能显著提高杀伤HCa-F肝癌细胞的能力,推测Sal可能是通过iNOS介导的NO合成进而发挥杀瘤效应。

Seo等研究表明,Sal能促进IFN-γ活化的RAW264.7转录和表达iNOS基因,但Sal单独作用于静息的RAW264.7时,对iNOS基因的表达没有影响。

我们研究了Sal对腹腔巨噬细胞分泌NO的影响。结果表明,Sal对LPS和IFN-γ诱导活化的腹腔巨噬细胞分泌NO有协同作用,提示Sal可能是作为次级信号促进腹腔巨噬细胞中iNOS基因
的表达,从而促进腹腔巨噬细胞NO的产生,这可能是机体抗病原微生物和抗肿瘤作用的机制之一。

总之,Sal能增强巨噬细胞在静息态和活化态的吞噬功能,同时能促进NO的分泌并减少巨噬细胞胞内ROS的产生,且毒副作用小,提示其能提高整个机体固有免疫的功能,有可能成为肿瘤、感染、自身免疫病、免疫缺陷病等的辅助治疗药物,和使其成为一种很有前途的免疫调节剂。
一、材料准备
    
1.  小鼠腹腔巨噬细胞悬液的制备

(1)将BALB/c小鼠眼球放血处死,用750 mL/L 乙醇消毒小鼠皮肤后。

(2)腹腔注射5 mL RPMI1640基础培养基。

(3)轻揉小鼠腹部5 min,从侧腹壁小心抽吸出液体,收集细胞到15 mL 的离心管中,于4℃以1500 r/min,离心5 min,弃上清,用RPMI1640基础培养基重悬,并将细胞密度调整为2×109个细胞/L,接种到96/24孔细胞培养板中,于37℃、50 mL/L CO2培养箱培养。

(4)3 h 后弃上层培养液,用冷的RPMI1640基础培养基轻轻洗涤2次,去除未贴壁细胞即得已贴壁的巨噬细胞。

二、实验步骤

1.  对照实验

(1)实验设置空白对照组(加DMEM完全培养液)、对照组(加巨噬细胞悬液)、Sal80 μmol/L 组、Sal160 μmol/L 组和Sal320 μmol/L 组,每组设3个复孔。

(2)将取密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种于96孔板中,每孔添加190 μL的RPMI1640基础培养基,并加入10 μL的Sal工作液,使其终浓度分别为80 μmol/L、160 μmol/L 及320 μmol/L,于37℃、50 mL/L CO2培养箱中培养48 h。

(3)每孔加入20 μL (质量浓度为5mg/L)MTT,避光孵育4 h 后,离心(1500 r/min,5 min)弃上清,每孔加100 μL 二甲基亚砜(DMSO),于振荡器上避光振荡10 min 以溶解孔底紫色结晶,在酶标仪于490 nm 波长检测各孔吸光度值,并计算细胞的相对存活率。

(4)细胞相对存活率=[(不同浓度的Sal组的A值-空白对照组的A值)/(对照组的A值-空白对照组的A值)]×100%。

2.  采用MTT比色法检测

(1)实验设对照组、LPS+IFN-γ组和Sal+LPS+IFN-γ组,每组设3个复孔。

(2)将密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种到96孔板中,每孔添加190 μL的RPMI1640基础培养基,并加入10 μL不同浓度的Sal(终浓度为80、160、320 μmol/L)培养4 h。

(3)加入LPS9(终浓度为10 mg/L)和IFN-γ(终浓度为80 μg/L),于37℃、50 mL/L CO2培养箱中培养48 h。

(4)每孔加入20 μL的MTT(终浓度为5mg/L),继续培养4 h后离心(1500 r/min,5 min)。

(5)弃上清,每孔加入100 μL DMSO,震荡10 min,酶标仪于波长490 nm检测A值,并计算Sal对巨噬细胞的增殖促进率。

(6)促进率=[(Sal+LPS+IFN-γ组的A值—LPS+IFN-γ组的A值)/LPS+IFN-γ组的A值]×100%。

3.  采用SytoxGreen染色法检测

(1)实验设对照组、CHX和Sal+CHX组,每组设3个复孔。

(2)将密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种到96孔板中,添加190 μL RPMI1640基础培养基,将10 μL终浓度为160 μmol/L的Sal工作液加入到贴壁的巨噬细胞中。

(3)培养4 h 后,在CHX组加入终浓度为0.5 μmol/L 的CHX,继续于37℃、50 mL/L CO2孵箱中培养48 h。

(4)加入终浓度为0.5 μmol/L的Sytox??Green对96孔板中的巨噬细胞室温下染色15 min,用荧光酶标仪检测巨噬细胞Sytox  Green染色的荧光强度。

4.  采用免疫荧光微球法检测

(1)实验设对照组、LPS+IFN-γ组、不同浓度的Sal组和Sal+LPS+IFN-γ组,每组设3个复孔。

(2)将密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种到24孔培养板中,每孔加500 μL RPMI1640基础培养基,并加入10 μL 不同浓度的Sal(终浓度为80、160、320 μmol/L)。

(3)37℃、50 mL/L CO2培养箱4 h。

(4)加入终浓度为10 mg/L的LPS和终浓度为80 μg/L的IFN-γ,于37℃、50 mL/L CO2培养箱中孵育24 h,最后加入直径为1 μm 的荧光微球(终浓度为1×1010/L),继续培养2 h。

(5)轻轻吸掉上清,用PBS轻轻洗涤清除未吞噬的微球,然后用胰酶将贴壁的腹腔巨噬细胞消下来。

(6)收集细胞,离心(1500 r/min,5 min),用200 μL PBS重悬后立即用FCM进行检测。

5.  采用H2DCFDA染色法检测

(1)实验设对照组、LPS+IFN-γ组和Sal+LPS+IFN-γ组,每组设3个复孔。

(2)按照密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种到96孔培养板中,每孔加入190 μL 的RPMI1640基础培养基,并加入10 μL 不同浓度的Sal(终浓度为80、160、320 μmol/L)。

(3)37℃、50 mL/L CO2培养箱4 h。

(4)加入终浓度为10 mg/L 的LPS和终浓度为80 μg/L的IFN-γ,于37℃、50 mL/L CO2培养箱中孵育24h。

(5)弃上清,用终浓度为5 μmol/L 的H2DCFDA染液,每孔加100 μL 染液避光室温染色30 min。

(6)用荧光酶标仪进行检测,其发射光波长为485 nm,检测光波长为520 nm。

6.  采用Griess试剂盒法检测

(1)实验设对照组、LPS+IFN-γ组和Sal+LPS+IFN-γ组,将密度为2×109个细胞/L的腹腔巨噬细胞接种到24孔培养板中。

(2)每孔加500 μL RPMI1640基础培养基,并加入10 μL不同浓度的Sal(终浓度为80、160、320 μmol/L)。

(3)37℃、50 mL/L CO2培养箱培养4 h。

(4)加入终浓度为10 mg/L 的LPS和终浓度为80 g/L 的IFN-γ。

(5)37℃、50 mL/L CO2培养箱中孵育24 h,吸取50 μL 上清于96细胞培养板中,按Griess试剂盒说明书进行检测,用酶标仪于波长540 nm 检测A值。

(6)同时按Griess试剂盒说明书绘制标准曲线并计算得出各组产生的NO量。

7.  统计学分析:结果用x±s表示,n为样本量。统计作图软件用MicrosoftExcel。组向比较采用One-wayt检验,P<0.05为具有统计学意义。
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