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编号:10282282
赤芍总甙对氯化钾及N-甲基-D-门冬氨酸诱导的PC12细胞钙超载损伤的保护作用
http://www.100md.com 《中国临床药理学与治疗学》 2000年第2期
     作者:何丽娜 杨军 何素冰

    单位:安徽省医学科学研究所、省生物医药重点实验室, 合肥 230061

    关键词:赤芍总甙;PC12细胞;钙超载;氯化钾;N-甲基-D-门冬氨酸

    中国临床药理学与治疗学000207

    目的 探讨赤芍总甙对PC12细胞钙超载损伤的保护作用及其机制。方法 采用组织培养法,以大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤克隆株PC12细胞为材料,制备KCl及NMDA诱导的钙超载损伤模型。结果 形态学检查发现赤芍总甙对两种不同类型的钙超载损伤模型中PC12细胞均具有明显保护作用,MTT法活细胞测定提示赤芍总甙可显著提高损伤模型中PC12细胞存活数,减少胞内乳酸脱氢酶渗漏,并显著减少胞内钙离子浓度。结论 赤芍总甙对钙超载所致PC12细胞损伤有显著的保护作用。

, http://www.100md.com     中图分类号 R914

    Effect of total paeony glycoside(TPG) and its mechanism

    on calcium overloading injury in cultured PC12 cells

    HE Li-Na

    (Biological & Medicinal Central Laboratory of Anhui, Hefei 230061)

    YANG Jun

    (Biological & Medicinal Central Laboratory of Anhui, Hefei 230061)
, 百拇医药
    HE Su-Bing

    (Biological & Medicinal Central Laboratory of Anhui, Hefei 230061)

    Aim The protective effect and mechanism of TPG on PC12 cells in calcium overloading injury models were studied. Methods Two injury models induced by KCl and NMDA were used to assay the action of TPG in cultured PC12 cells. Results The morphological examination revealed that TPG possessed obvious protective effects on PC12 cells in injury models. MTT and LDH measurement indicated that TPG increased the number of live cells and reduced the extent of cell injury significantly. TPG also lessened the concentration of calcium ion in cytoplasm. Conclusion TPG protected rat PC12 cells against two calcium overloading injuries effectively in vitro. Its actions may deal with anti oxidation, inhibition of NO production and blocking of both types of calcium channel.
, http://www.100md.com
    Key words total paenony glycoside(TPG); PC12 cell; calcium overload; KCl; NMDA

    缺血性神经细胞损伤与胞内过高的钙离子水平密切相关,胞内钙超载导致神经细胞死亡,钙通道阻滞剂通过抑制钙内流,在治疗缺血性脑血管病中发挥着重要作用。文献报道赤芍提取物及芍药甙在钴诱发的局灶性癫痫中对海马CA1区神经原损伤有明显保护作用[1],赤芍提取物可改善东莨菪碱所致小鼠学习记忆障碍,并增强大鼠学习能力[2]。我们研究发现赤芍总甙对小鼠学习记忆能力显著改善[3],对小鼠脑缺血再灌注损伤有较好保护[4]。本实验中我们通过建立药物诱导的两种不同类型的细胞钙超载损伤模型,观察赤芍总甙对大鼠PC12细胞损伤的保护作用,并对其作用机理进行初步研究。

    1 材料
, 百拇医药
    1.1 药品与试剂 赤芍总甙(TPG)、白芍总甙(TGP)由本所药物化学研究室制备, 使用前,先用60%乙醇溶解为20 mg.ml-1, 再用双蒸水配制浓度为2 mg.ml-1。氯酯醒(MEC),上海淮海制药厂,批号:970702,双蒸水溶解。上述药物除菌过滤, 4 ℃冰箱保存。1640培养基、N-甲基-D-门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)、MTT[3-(4,5- dimethythiazol-z-yl)-2,5-dipheny tetrazolium bromide],Sigma公司产品。胎牛血清,杭州四季青生物有限公司产品。十二烷基硫酸钠(SDS)购自上海化学试剂采购供应站。钙离子及乳酸脱氢酶(LDH)测试盒,南京建成生物工程研究所产品。

    1.2 细胞 大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤克隆株PC12细胞,引自武汉大学菌种保藏中心,本研究室传代保存。
, 百拇医药
    1.3 细胞培养液 1640培养液,内含20%胎牛血清,100 U.ml-1青霉素,100 μg.ml-1 链霉素,pH 7.2。

    2 方法

    2.1 KCl损伤模型的建立 加入含200 mmol.L-1 KCl和2%聚乙二醇400的1640培养液于PC12细胞上10 min,造成KCl损伤模型。

    2.2 NMDA损伤模型的建立 用含300 μmol.L-1 NMDA和2%聚乙二醇400的1640培养液于PC12细胞上作用90 min,造成NMDA损伤模型。
, 百拇医药
    2.3 药物的保护实验 将1×106.ml-1 PC12细胞接种于96孔细胞培养板,37 ℃,5%CO2温箱孵育 24 h后,进行药物保护实验。于损伤实验前1 h及损伤过程中加入不同浓度药液。造型后,换成正常1640培养液,37 ℃,5%CO2温箱中继续培养6 h,测定结果。

    2.4 观察指标

    2.4.1 细胞形态学观察 采用倒置显微镜观察PC12细胞生长及病变情况。

    2.4.2 MTT检测 于培养结束前4 h加入5 mg.ml-1 MTT 10 μl/孔,待形成蓝紫色甲颗粒后,加入10% SDS,37 ℃过夜,使细胞彻底裂解,酶联检测仪波长570 nm下测定OD值。
, 百拇医药
    2.4.3 LDH测定 细胞死亡释放大量LDH,上清液中LDH水平代表培养细胞的损伤程度。取培养上清,酶联检测仪波长440 nm处测OD值,计算LDH含量。

    2.4.4 细胞内Ca2+浓度测定 收集实验细胞,-20 ℃反复冻融3次,测定胞内Ca2+浓度,酶联检测仪波长630 nm处测定OD值,计算胞内钙含量。

    2.5 统计学处理 数据以±s表示,t检验。

    图1 PC12细胞钙超载损伤不同阶段形态学变化表现

    A: 正常对照;B:细胞损伤初期;C: PC12细胞严重损伤及死亡;D: 赤芍总甙对PC12细胞损伤的保护
, 百拇医药
    表1 赤芍总甙对KCl诱导PC12细胞钙超载损伤的保护作用(±s,n=8) 组别

    剂量/μg.ml-1

    MTT/OD

    LDH/U.ml-1

    Ca2+/mmol.L-1

    对照组

    0.97±0.03

, 百拇医药     215.2±4.8

    1.56±0.05

    模型组

    0.47±0.04△△

    333.6±3.7△△

    2.22±0.04△△

    TPG

    200

    0.85±0.088**

    148.4±1.3**

    1.42±0.03**
, 百拇医药
    TPG

    50

    0.57±0.08**

    224.9±1.1**

    1.88±0.04**

    TPG

    12.5

    0.55±0.04**

    225.6±1.1

    1.42±0.06**

    TGP
, 百拇医药
    200

    0.80±0.02**

    173.9±2.3

    1.67±0.06**

    TGP

    12.5

    0.64±0.09**

    190.4±2.9

    1.92±0.07**

    MEC

    100
, 百拇医药
    0.75±0.12**

    177.0±5.2

    0.92±0.07**

    MEC

    6.25

    0.77±0.06**

    261.0±6.6

    1.56±0.05**

    与对照组比较△△P<0.01;与模型组比较**P<0.01

    表2 赤芍总甙对NMDA诱导PC12细胞钙超载损伤的保护作用(±s,n=8) 组别
, 百拇医药
    剂量/μg.ml-1

    MTT/OD

    LDH/U.ml-1

    Ca2+/mmol.L-1

    对照组

    0.44±0.01

    78.82±4.3

    1.45±0.09

    模型组
, http://www.100md.com
    0.27±0.03△△

    136.8±2.4△△

    2.54±0.06△△

    TPG

    200

    0.44±0.04**

    97.8±3.3**

    1.67±0.09**

    TPG

    50

, http://www.100md.com     0.43±0.01**

    114.7±5.2**

    0.26±0.01**

    TPG

    12.5

    0.41±0.04**

    120.4±2.3**

    1.39±0.05**

    TGP

    200

, 百拇医药     0.42±0.03**

    143.1±60**

    0.13±0.01**

    TGP

    12.5

    0.47±0.03**

    141.3±4.2**

    1.01±0.02**

    MEC

    100

    0.34±0.08**
, 百拇医药
    109.1±2.8**

    0.38±0.01**

    MEC

    6.25

    0.50±0.29**

    78.65±4.7**

    0.08±0.01**

    与对照组比较△△P<0.01;与模型组比较**P<0.01

    3 结果

    3.1 细胞形态学观察 PC12细胞为圆形,类似于淋巴细胞。贴壁快,生长速度快,培养24 h细胞分布均匀, 3 d后细胞呈簇状生长。细胞损伤后,首先肿胀,折光度减弱,随后圆缩脱落。受药物保护的细胞,形态无明显改变,见图1。
, 百拇医药
    3.2 赤芍总甙对KCl诱导PC12细胞损伤的保护作用 200 mmol.L-1 KCl诱导PC12细胞损伤后,细胞存活量显著降低,培养液中LDH漏出增多,细胞内钙离子含量增高。赤芍总甙在12.5~200 μg.ml-1浓度范围内,均能保护细胞,抵抗KCl引起的细胞钙超载损伤,提高活细胞数,减低胞浆内LDH渗漏,降低胞内钙浓度。结果见表1。

    3.3 赤芍总甙对NMDA诱导PC12细胞损伤的保护作用 300 μmol.L-1 NMDA作用于PC12细胞后,细胞死亡明显增加。各剂量赤芍总甙组对NMDA 诱导的细胞病变表现出不同程度的抑制作用,提示其具有拮抗NMDA诱导的神经细胞损害作用,结果见表2。

    4 讨论
, 百拇医药
    实验采用两种神经细胞损伤均属于药物诱导的细胞钙超载损伤模型。过量KCl可使细胞去极化,开放电压依赖性钙通道(VDC)引起细胞内钙超载;NMDA通过作用于突触后神经原的相应受体,激活受体门控性钙通道(RGC)引起胞内钙超载。胞内钙超载继发性引起线粒体中毒,细胞能量代谢障碍;胞膜磷脂酶A2激活,产生大量花生四烯酸(AA)类游离脂肪酸(FAA),通过还氧酶和脂氧酶途径合成大量如前列腺素、血栓素、脂质过氧化物及自由基代谢产物;核酸酶、蛋白酶激活,蛋白质及核酸等大分子物质降解;内源性兴奋性氨基酸(EAA)释放,加重神经毒性[5]。实验发现赤芍总甙对上述胞内钙超载所致神经细胞损伤具有显著的拮抗作用,活细胞MTT测定和上清液中LDH检测提示:赤芍总甙12.5~200 μg.ml-1均有显著拮抗KCl型及NMDA型钙超载损伤,并显著降低细胞内钙离子浓度,但药物组间量效关系不显著。与对照药物白芍总甙和氯酯醒相比,赤芍总甙保护作用亦无明显差异。细胞钙通道受刺激后开放,导致Ca2+内流,引起钙超载,同时激活诱导型一氧化氮合成酶产生NO,进一步加重细胞损伤。有报道芍药有效成分可抗大鼠心脏缺血再灌注损伤,并具有抗脂质过氧化作用[6]。我们前期的研究也证实赤芍总甙对大鼠皮层神经细胞缺氧、缺糖、氧自由基及NO神经毒性等损伤有显著保护作用[7]。这说明赤芍总甙除直接发挥抑制细胞内钙超载作用外,其保护作用可能涉及其它多方面的作用。
, 百拇医药
    何丽娜,女,43岁,副研究员,研究药物作用的分子生物学机制及医学病毒学等。

    参考文献

    1,Tsuda T, Sugaya A, Ohguchi H, et al. Protective effects of peony root extract and its components on neuron damage in the hipocampus induced by the cobalt focus epilepsy model. Exp Neurol,1997; 146(2):58

    2,楚正绪,沈洪兴,竺青,等.赤芍提取物改善学习记忆的作用.第二军医大学学报,1991;12(5):465

    3,杨军,王静,刘超,等.赤芍总甙对小鼠学习记忆能力的改善作用. 中国药理学通报,2000;16(1):47
, 百拇医药
    4,杨军,王静,刘超,等.赤芍总甙对小鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用.中药材,2000;23(2):98

    5,Pedata F, Latnini S, Puglises AM, et al. Investigations into the adenosine outflow from hippocampal slices evoked by ischemia-like conditions.J Neurochem,1994;61:284

    6,Zhang WG,Zhang ZS.Anti-ischemia reperfusion damage and anti-lipid peroxidation effects of paeonol in rat heart.Acta Pharmaceutica Sinica,1994; 29(2):145

    7,何丽娜,杨军,何素冰,等. 赤芍总甙对原代大鼠神经细胞损伤模型的保护作用.中国临床药理学与治疗学,2000;5(1):28

    2000-03-20 收稿,2000-04-10 修回, 百拇医药