独活寄生汤含药血清对大鼠退变软骨细胞Bcl—2、Bax表达的影响

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  【摘 要】目的:探讨独活寄生汤含药血清对大鼠退变软骨细胞Bcl-2、Bax表达的影响。方法:建立体外退变软骨细胞模型,分别给予独活寄生汤含药血清(含药血清组)和空白血清(空白血清组)干预24 h、48 h、72 h,收集软骨细胞,运用RT-PCR法检测血清干预后退变软骨细胞Bcl-2、Bax mRNA表达,Western Blot法检测血清干预后退变软骨细胞Bcl-2、Bax蛋白表达。结果:独活寄生汤含药血清对Bcl-2和Bax蛋白表达的影响与其对Bcl-2和Bax mRNA的影响具有相同的趋势,随着干预时间的延长,空白血清组和含药血清组Bcl-2蛋白阳性表达率均逐渐升高,含药血清组升高更显著;Bax蛋白阳性表达率逐渐降低,含药血清组降低更明显,且各时点之间比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。结论:独活寄生汤能通过上调大鼠骨关节炎软骨细胞抑制凋亡因子Bcl-2表达,下调促凋亡因子Bax表达,抑制线粒体凋亡通路的激活,从而有效抑制软骨细胞凋亡。
  【关键词】 骨关节炎;独活寄生汤;含药血清;软骨细胞;细胞凋亡;大鼠
  doi:10.3969/j.issn.2095-4174.2014.12.008
  Effects of Serum Medicated with Duhuo Jisheng Decoction on the Expression of the Degenerated Cartilage Cells Bcl-2 and Bax in Rats
  PAN Cai-bin,WANG Wu-lian,WU Guang-wen,FU Chang-long,WENG Mei-rong,LIU Xian-xiang
  【ABSTRACT】Objective:To observe the effects of serum medicated with Duhuo Jisheng Decoction on the expression of the degenerated cartilage cells Bcl-2 and Bax in rats.Methods:The degenerated cartilage cell models in vitro were established,which were intervened by the serum medicated with Duhuo Jisheng Decoction(the medicated serum group)and the blank serum (the blank serum group)for 24 h,48 h and 72 h,collecting chondrocytes.The RT-PCR method was used to detect the expression of degenerated cartilage cells Bcl-2 and Bax mRNA after serum intervention.The Western Blot method was used to detect the expression of degenerated cartilage cells Bcl-2 and Bax protein after serum intervention.Results:The effects of the serum medicated with Duhuo Jisheng Decoction on the expression of Bcl-2 and Bax protein had the same tendency as on the expression of Bcl-2 and Bax mRNA,.along with the extension of time,the positive expression rate of Bcl-2 protein in the two groups gradually increased,the medicated serum group being more significant than the blank serum group;while the positive expression rate of Bax protein in the two groups gradually decreased,the medicated serum group being more significant.The difference between each time point was statistically significant(P < 0.01).Conclusion:Duhuo Jisheng Decoction can inhibit the activation of the mitochondrial apoptosis pathway by up-regulating the expression of rat osteoarthritis cartilage cells Bcl-2 and down-regulating the expression of Bax,thus effectively inhibiting chondrocyte apoptosis.
  【Keywords】osteoarthritis;Duhuo Jisheng Decoction;medicated serum;
  chondrocyte;apoptosis;rat
  骨关节炎(osteoarthritis,OA)又称退行性关节炎、增生性关节炎、肥大性关节炎等,是老年常见的骨关节疾病。随着社会老龄化的加剧,OA患者逐渐增多,已严重影响到人们的健康和生活。目前,普遍认为OA是在力学和生物学等多种因素共同作用下导致软骨细胞、软骨细胞外基质、软骨下骨三者降解与合成耦联失衡的结果[1],其中软骨细胞破坏及软骨基质降解是其主要病理过程。换言之,延缓软骨细胞及软骨基质降解是OA的主要治疗目的和方法之一。独活寄生汤出自《备急千金要方》,为治疗久痹而致肝肾两虚、气血不足证之验方,临床应用日益广泛,并获得良好疗效[2],但其确切作用机制尚未完全明了。本实验通过独活寄生汤含药血清对大鼠退变软骨细胞Bcl-2、Bax影响的研究,探讨本方延缓OA软骨退变的可能机制,为临床应用提供实验依据。   1 实验材料
  1.1 实验药物 独活寄生汤由独活、桑寄生、牛膝、杜仲、秦艽、防风、肉桂、细辛、川芎、当归、芍药、干地黄、人参、茯苓、甘草组成,由福建中医药大学附属第二人民医院药剂科提供。
  1.2 实验动物 健康2月龄清洁级SD大鼠36只(雌雄各半),健康4周龄清洁级SD大鼠20只(雌雄不限),由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供,实验动物合格证号:SCXK(沪)2007-0011。福建中医药大学实验动物中心提供清洁级医学实验动物环境设施,许可证号:SYXK(闽)2009-0001。
  1.3 主要试剂 DMEM培养基(Hyclone公司);胎牛血清(GIBCO公司);质量分数0.25%胰蛋白酶(Hyclone公司);TRIZOL试剂(美国Invitrogen公司);逆转录试剂盒(Fermentas公司);引物合成(上海生工生物工程公司);Bax,Bcl-2和β-actin一抗(美国Santa Cruz Biotechnology公司)、二抗(美国Cell Signaling Technology公司)。
  1.4 主要仪器 二氧化碳培养箱(Thermo公司);荧光倒置相差显微镜(徕卡仪器公司);PCR仪,蛋白核酸分析仪(美国Beckman Coulter公司);化学发光成像系统ChemiDocXRS +(Bio-Rad公司)。
  2 方 法
  2.1 独活寄生汤含药血清的制备 健康2月龄清洁级SD大鼠36只,随机分为独活寄生汤组(含药血清组)27只和生理盐水对照组(空白血清组)9只。根据“人和动物间按体表面积折算的等效剂量比率表”换算[3],含药血清组给予独活寄生汤
  9.3 g·kg-1·d-1,空白血清组给予质量分数0.9%生理盐水10 mL·kg-1·d-1;连续灌胃7 d,在麻醉下行腹主动脉采血,经离心获取含药血清,并经56 ℃水浴灭活30 min及过滤除菌后,-20 ℃保存。
  2.2 退变软骨细胞模型的建立及干预 采用酶消化法从4周龄清洁级SD大鼠的膝关节软骨中分离得到软骨细胞[4],进行细胞培养至第3代软骨细
  胞;再予10 ng·mL-1 IL-1β诱导获得退变软骨细胞[5-6];分别给予独活寄生汤含药血清或空白血清干预,并分别于24 h、48 h、72 h后检测相应指标。
  2.3 RT-PCR法检测血清干预后退变软骨细胞Bcl-2、
  Bax mRNA表达 血清干预退变软骨细胞结束后,弃掉培养液,用PBS轻轻漂洗后,加1 mL Trizol进行裂解,提取总RNA,逆转录反应合成cDNA,
  进行目的基因的扩增。将24 h、48 h、72 h 3个时点的PCR产物一起进行琼脂糖凝胶电泳、拍照、结果分析。目的基因引物序列见表1。
  2.4 Western Blot法检测血清干预后退变软骨细胞Bcl-2、Bax蛋白表达 血清干预结束后,退变软骨细胞中总蛋白的提取,BCA法测定蛋白含量,Western Blot 法检测蛋白表达,抗体稀释倍数如下:Bax 1∶500;Bcl-2 1∶500。
  2.5 统计学方法 采用SPSS 13.0软件进行统计分析。计量资料以表示,组间比较采用t检验;多组数据间比较采用单因素方差分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。
  3 结 果
  3.1 血清对退变软骨细胞Bcl-2、Bax mRNA表达的影响 随着干预时间的延长,空白血清组和含药血清组Bcl-2 mRNA的表达量均逐渐升高,Bax mRNA逐渐降低,具有时间依赖性,且各时点之间比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。含药血清组24 h Bcl-2 mRNA表达量比空白血清组24 h高,差异有统计学意义(P < 0.05);Bax mRNA表达量比空白血清组24 h低,差异有统计学意义(P < 0.01)。
  含药血清组48 h Bcl-2 mRNA表达量比空白血清组48 h高,差异有统计学意义(P < 0.05);
  Bax mRNA表达量比空白血清组48 h低,差异有统计学意义(P < 0.01)。含药血清组72 h Bcl-2 mRNA表达量比空白血清组72 h高,差异有统计学意义(P < 0.05);Bax mRNA表达量比空白血清组72 h低,差异有统计学意义(P < 0.01)。见图1。
  3.2 血清对退变软骨细胞Bcl-2、Bax蛋白表达的影响 独活寄生汤含药血清对Bcl-2和Bax蛋白表达的影响与其对Bcl-2和Bax mRNA的影响具有相同的趋势,随着干预时间的延长,空白血清组和含药血清组Bcl-2蛋白表达量均逐渐升高,Bax蛋白表达量逐渐降低,具有时间依赖性,且各时点之间比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。含药血清组24 h Bcl-2蛋白表达量比空白血清组24 h
  高,Bax蛋白表达量比空白血清组24 h低,差异均有统计学意义(P < 0.01)。含药血清组48 h Bcl-2蛋白表达量比空白血清48 h高,而Bax蛋白表达量比空白血清组48 h低,差异均有统计学意义(P < 0.05)。含药血清组72 h Bcl-2蛋白表达量比空白血清组72 h高,但Bax蛋白表达量比空白血清组72 h低,差异均有统计学意义(P < 0.01)。
  4 讨 论
  OA属中医学“痿证”“痹证”“骨痹”范畴,气血营卫内虚是致病的内在因素,风寒湿邪外袭是致病的外在因素,经络气血阻滞则是痹证的主要病机。独活寄生汤以独活为君药,祛下焦与筋骨间的风寒湿邪。臣以细辛散阴经风寒,搜筋骨风湿,通络止痛;秦艽除风湿舒筋;肉桂心温里祛寒,通利血脉。佐以桑寄生、牛膝、杜仲补肝肾,壮筋骨,祛风湿;当归、川芎、地黄、芍药养血活血;人参、茯苓、甘草补气健脾,扶助正气。甘草调和诸药,为使药。诸药合用,祛邪扶正,标本兼顾,达到祛风湿、止痹痛、益肝肾、补气血之功效[7-8]。纵观全方,以祛风寒湿邪为主,辅以补肝肾、益气血之品,邪正兼顾,祛邪而不伤正,扶正而不留邪,正与OA的病机相契合,从而发挥治疗作用[9-10]。   “线粒体凋亡途径”是脊椎动物最常见的凋亡通路。IL-1β诱导软骨细胞复制软骨细胞退变模型,是目前较为经典的退变软骨细胞造模方法[11-12]。本研究选用IL-1β做诱导剂,并参照相关文献[13],选取10 ng·mL-1作为IL-1β的诱导含量,干预第3代软骨细胞。Bcl-2蛋白家族是线粒体凋亡途径的关键调节因子,包括以Bcl-2为代表的抗凋亡成员和以Bax为代表的促凋亡成员。在凋亡因子刺激下,活化的促凋亡蛋白Bax插入线粒体外膜并明显增高线粒体外膜的通透性,释放Cytochrome c
  等促凋亡因子;释放到胞浆的Cytochrome c能与凋亡蛋白酶激活因子Apaf-1以及pro-caspase-9、ATP/
  dATP形成凋亡复合体。pro-caspase-9在凋亡复合体中被剪切形成有活性的caspase-9;活化的caspase-9
  激活caspase-3等成员,进而引发caspases级联反应,导致细胞凋亡。本实验研究发现,独活寄生汤能上调大鼠OA软骨细胞抑制凋亡因子Bcl-2表达,下调促凋亡因子Bax表达,从而抑制线粒体凋亡通路的激活,有效抑制软骨细胞凋亡,这或许是其治疗OA的可能机制之一。
  5 参考文献
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  收稿日期:2014-09-09;修回日期:2014-09-30
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