补阳还五汤对缺氧缺糖损伤PC12细胞的保护作用及正交试验研究

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目的:  1.探讨补阳还五汤对缺氧缺糖(oxygen-glucose deprivation,OGD)损伤PC12细胞的保护作用。  2.分析补阳还五汤中保护OGD损伤PC12细胞的主要药味。  方法:  1.补阳还五汤对OGD损伤PC12细胞保护作用的研究:应用普通级新西兰兔4只,雌雄各半,体重(2.5±0.5)kg。将新西兰兔随机分为2组,补阳还五汤含药血清组灌胃给予补阳还五汤(药物浓度1.9g/mL)16mL/kg,空白血清组则灌胃给予蒸馏水16mL/kg。给药次数和时间间隔参考文献方法,于家兔清醒状态下取耳中央动脉血15mL,分离得到含药血清和空白血清。将接种至培养板48h的正常组PC12细胞分为3组,即对照组、模型组和药物组,弃原培养基后,对照组更换含空白血清的高糖培养基,置37℃、5%CO2和95%空气的培养箱中继续培养;模型组更换含空白血清的无糖培养基、药物组更换含补阳还五汤药物血清的无糖培养基,置37℃、5%CO2和94%N2的三气培养箱中培养。根据更换培养基中血清浓度的不同,每组再细分为5%组、10%组和20%组,PC12细胞OGD损伤12h、18h、24h时,采用倒置显微镜观察各组细胞的形态学变化,四甲基偶氮唑盐(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法检测各组细胞的活力,以筛选出最佳药物浓度和造模时间。然后运用微量酶标法检测对照组、模型组、药物组3组细胞培养上清中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的含量,流式细胞术检测3组细胞的凋亡率。  2.补阳还五汤保护OGD损伤PC12细胞的正交试验研究:应用普通级新西兰兔16只,雌雄各半,体重(2.5±0.5)kg。以补阳还五汤中的7种单味药为7个因素,运用L8(27)正交设计表设计8种处方。将新西兰兔随机分为8组,分别灌胃给予8种处方药,家兔清醒状态下取耳中央动脉血15mL,分离得到8种处方含药血清。将接种至培养板48h后的PC12细胞分为8组,即1~8号处方组,弃原培养基,按分组更换相应8种处方含药血清无糖培养基,于37℃、5%CO2和94%N2的三气培养箱中培养18h后,采用倒置显微镜观察细胞形态学变化、MTT法检测细胞活力、微量酶标法检测细胞培养上清中LDH的含量、流式细胞术检测细胞凋亡率。正交试验结果分析采用直观分析和方差分析法。  结果:  1.补阳还五汤对OGD损伤PC12细胞保护作用的研究  (1)细胞形态:正常组PC12细胞呈梭形或多角形,有突起,相互交叉成网状;对照组将已接种培养48h的PC12细胞的培养基中牛、马血清置换成新西兰兔空白血清后继续培养,两组细胞形态无明显差异。随培养基中空白血清浓度的升高和培养时间的延长,对照组细胞数量有所增加;与同等血清条件下的对照组相比,模型组PC12细胞回缩变圆、脱壁聚集,部分细胞漂浮,细胞数量减少。随培养基中空白血清浓度的降低和造模时间的延长,细胞损伤程度有所加重;与同浓度的模型组相比,5%、10%浓度的药物组PC12细胞的损伤明显减轻,细胞生长密集、交叉成网,形态接近对照组,并随培养基中补阳还五汤含药血清浓度的增加和作用时间的延长细胞损伤程度进一步减轻。但20%浓度的药物组PC12细胞的损伤无明显减轻,细胞圆缩聚集、数量减少、突起变短,细胞数量随作用时间的延长稍有增加。  (2)细胞活力:与同时间同浓度的对照组相比,模型组细胞活力降低,差异有显著性统计学意义(P<0.01);与同时间同浓度的模型组相比,5%、10%浓度的药物组细胞活力增加,差异有显著性统计学意义(P<0.01),而20%浓度的药物组细胞活力在含药血清作用12h时下降(P<0.01)、24h时升高(P<0.01);同一时间5%、10%浓度的药物组随含药血清浓度的增加其细胞活力也增加,且高于20%浓度的药物组,组间差异具有显著性统计学意义(P<0.01),提示补阳还五汤含药血清最佳作用浓度为10%。  (3)细胞释放LDH:与对照组相比,模型组PC12细胞OGD损伤后其LDH释放量增加,差异具有显著性统计学意义(P<0.01);与模型组相比,药物组PC12细胞的LDH释放量减少,差异具有显著性统计学意义(P<0.01)。  (4)细胞凋亡:与对照组相比,模型组PC12细胞OGD损伤后其凋亡率增加,差异具有显著性统计学意义(P<0.01);与模型组相比,药物组PC12细胞的凋亡率降低,差异具有显著性统计学意义(P<0.01)。  2.补阳还五汤保护OGD损伤PC12细胞的正交试验研究  (1)细胞形态:8种处方药物组组间相比,由黄芪、归尾、赤芍组成的2号处方组的细胞数量明显高于其它药物组,由赤芍、地龙、桃仁组成的5号处方组的细胞数量明显低于其它药物组,余无明显差异。  (2)细胞活力:补阳还五汤中保护OGD损伤PC12细胞活力的主要药味为黄芪、归尾、赤芍(P<0.01),且保护作用强弱顺序为黄芪>归尾>赤芍,黄芪保护细胞活力的作用最强;地龙、川芎、红花对细胞活力的影响不明显(P>0.05);含桃仁的处方组其细胞活力要低于未含桃仁的处方组(P<0.01),提示桃仁可能具有对抗黄芪、归尾、赤芍保护细胞活力的作用。  (3)细胞释放LDH:补阳还五汤中抑制OGD损伤PC12细胞LDH释放的主要药味为黄芪、赤芍、归尾(P<0.01),且作用强弱顺序为黄芪>赤芍>归尾,黄芪抑制细胞LDH释放的作用最强;川芎、桃仁、红花对细胞LDH释放的影响不明显(P>0.05);含地龙的处方组其细胞LDH释放量要高于未含地龙的处方组(P<0.01),提示地龙可能具有对抗黄芪、赤芍、归尾抑制细胞LDH释放的作用。  (4)细胞凋亡:补阳还五汤中抑制OGD损伤PC12细胞凋亡的主要药味为赤芍(P<0.01);黄芪、归尾、地龙、川芎对细胞凋亡的影响不明显(P>0.05);含桃仁或红花的处方组其细胞凋亡率要高于未含桃仁或红花的处方组(P<0.01),提示桃仁、红花可能具有对抗赤芍抑制细胞凋亡的作用。  结论:  1.OGD损伤后,PC12细胞的形态改变、活力降低、LDH释放量增加、凋亡率升高,而补阳还五汤可显著改善OGD损伤PC12细胞的形态和活力、抑制细胞LDH释放量和凋亡率的增加。  2.补阳还五汤中减少OGD损伤PC12细胞坏死的主要药味为黄芪、赤芍、归尾;而抑制OGD损伤PC12细胞凋亡的主要药味是赤芍。  3.补阳还五汤通过减少细胞坏死、抑制细胞凋亡发挥对OGD损伤PC12细胞的保护作用,其中发挥保护作用的主要药味为黄芪、赤芍、归尾。
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