寿胎丸对复发性流产小鼠蜕膜组织α—烯醇化酶表达的影响

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  摘要:目的 通过观察寿胎丸对复发性流产小鼠蜕膜组织α-烯醇化酶表达的影响,探讨其安胎的作用机制。方法 CBA/J×BALB/C建立正常妊娠模型,CBA/J×DBA/2建立复发性流产模型,将复发性流产模型CBA/J×DBA/2孕鼠按怀孕先后顺序随机分为模型组及寿胎丸高、中、低剂量组,从妊娠第1日开始灌胃给药,至孕14 d处死小鼠,采用免疫组化与蛋白印迹方法检测各组蜕膜组织α-烯醇化酶的表达。结果 小鼠模型组与正常组比较,α-烯醇化酶表达明显升高,差异有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,寿胎丸高、中、低剂量组α-烯醇化酶表达均降低,差异有统计学意义(P<0.01);寿胎丸高剂量组α-烯醇化酶表达与中、低剂量组之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 寿胎丸通过下调复发性流产小鼠蜕膜组织α-烯醇化酶的表达,从而实现维持妊娠,这可能是其安胎的作用机制之一。
  关键词:寿胎丸;复发性流产;蜕膜组织;α-烯醇化酶;小鼠
  自然流产系指妊娠不足28周、胎儿体质量不足1000 g而终止者,当自然流产连续发生2次及以上时则称之为复发性流产。复发性流产属中医学“滑胎”范畴,多为先天不足,复损肾气,以致不能荫胎系胎。寿胎丸源自张锡纯的《医学衷中参西录》,临床上用于治疗滑胎[1-3]。本课题前期进行了蛋白质组学研究,相关实验观察到复发性流产小鼠蜕膜组织中α-烯醇化酶表达升高,与模型组比较,寿胎丸各组该蛋白质点表达明显降低[4]。为了进一步验证其结果,本实验拟采用免疫组化与蛋白印迹方法检测寿胎丸对复发性流产小鼠蜕膜组织α-烯醇化酶表达的影响,探讨寿胎丸安胎的分子机制。
  1 实验材料
  1.1 动物
  健康雌性CBA/J小鼠50只,SPF级,8周龄,中国医学科学院实验动物研究所提供,许可证号:SCXK(京)2009-0004;健康雄性DBA/2小鼠20只,SPF级,8周龄,上海斯莱克实验动物有限责任公司提供,许可证号:SCXK(沪)2007-0005;健康雄性BALB/C小鼠5只,SPF级,8周龄,湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供,许可证号:SCXK(湘)2009-0004。
  1.2 药物
  寿胎丸由菟丝子、桑寄生、续断、阿胶组成,湖南中医药大学附属第一医院药剂科按照《医学衷中参西录》[5]寿胎丸处方用量比例配伍,采用水提醇沉法制备浓缩液(含原药材1 g/mL)。
  1.3 主要仪器与试剂
  BMJ-1生物组织包埋机(天津航空机电公司), Shandon325石蜡切片机(英国Shandon公司),LEICA DM LB2双目显微镜(德国LEICA公司),Motic B5显微摄像系统(麦克奥迪实业集团公司),MIAS医学图像分析系统(北航公司);低温高速离心机(德国Eppendorf公司),紫外分光光度计(美国Beckmen公司),垂直电泳槽、转移电泳槽及电泳仪(美国Bio-Rad公司),图像扫描仪(美国Bio-Rad公司),Kodak Digital Science ID图像分析系统(美国Kodak公司)。免疫组化HSP27一抗、SABC试剂盒及DAB显色试剂盒(美国Proteintech公司);蛋白印迹HSP27一抗、β-actin一抗、辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗试剂盒及ECL发光试剂盒(美国Bethyl公司)。
  2 实验方法
  2.1 造模
  将50只雌性CBA/J小鼠分别与20只雄性DBA/2和5只雄性BALB/C小鼠按2∶1合笼交配,检到阴栓者计为妊娠第0日,分别建立复发性流产模型40只与正常妊娠模型10只。
  2.2 分组与给药
  10只CBA/J×BALB/C孕鼠作为正常妊娠组,40只CBA/J×DBA/2孕鼠作为复发性流产模型。按妊娠顺序随机分为模型组及寿胎丸低[3 g/(kg·d)]、中[6 g/(kg·d)]、高[12 g/(kg·d)]剂量组,每组10只。自妊娠第1日开始,正常妊娠组和模型组给予等量的生理盐水灌胃,寿胎丸各组给予不同剂量的寿胎丸混悬液灌胃,直至孕14 d。
  2.3 标本制备
  断颈处死孕14 d小鼠,妊娠子宫离体后,自子宫角处钝性撕开子宫壁,将胎儿胎盘单位从着床部位剥离,用小号组织剪刀分离着床部位的蜕膜组织,取5个着床部位,用预冷的PBS冲洗干净后,迅速置于液氮中保存。切取1 cm大小的子宫组织(含蜕膜组织),修整后用PBS冲洗,迅速放入4%多聚甲醛固定液(含有1‰DEPC)固定12 h,将固定好的蜕膜组织取出,室温下经梯度酒精脱水(70%A→80%A→95%AⅠ→95%AⅡ→100%AⅠ→100%AⅡ),二甲苯透明,浸蜡,石蜡包埋,备用。
  2.4 免疫组化检测
  石蜡切片厚度5 ?m,常规脱蜡至水,3%H2O2 10 min,抗原修复10 min,一抗4 ℃过夜,二抗37 ℃ 30 min,DAB显色,苏木素复染,常规脱水、二甲苯透明、树脂胶封固,显微镜观察。采用图像分析系统,每组选取6张切片,每张切片随机观察5个视野,精确选取视野内所有阳性颗粒,计算机自动算出面密度(阳性目标总面积/统计场总面积),用于定量表达免疫组化阳性反应程度。
  2.5 蛋白印迹检测
  将蜕膜组织从液氮中取出,加入适量蛋白裂解液(按50 mg标本用1 mL裂解缓冲液),冰浴裂解l h,4 ℃、12 000 r/min离心45 min,取上清即为蜕膜组织总蛋白。蛋白质浓度测定采用Amersham Biosciences公司专门针对蛋白质组学研究的蛋白质抽提设计的2D Quant Kit定量试剂盒。50 μg总蛋白上样进行SDS-PAGE电泳,分离后的蛋白10 V恒压25 min转移至硝酸纤维素膜。5%脱脂奶粉室温封闭2 h,加入1∶200稀释的α-烯醇化酶一抗4 ℃孵育过夜,再置于1∶1000稀释的HRP标记的二抗稀释液中室温孵育2 h,洗膜后加入ECL发光液显色曝光。同时以β-actin作为上样量的内参照,将所得X光片扫描,记录的照片通过计算机图像分析系统,计算各组指标与β-actin的光密度比值,作为α-烯醇化酶的相对表达量。   3 统计学方法
  采用SPSS18.0统计软件进行分析。实验数据以—x±s表示,多个样本均数比较采用方差分析,组间方差分析用F检验,有差异的组间两两比较用SNK-q检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
  4 结果
  4.1 免疫组化检测结果
  采用图像分析系统计算面密度并进行统计分析。结果显示,α-烯醇化酶主要表达在细胞浆及细胞核上,免疫组化染色呈棕黄色,模型组与正常组比较,α-烯醇化酶表达明显增多,差异有统计学意义(P<0.01);寿胎丸高、中、低剂量组与模型组比较,α-烯醇化酶表达均减少,差异有统计学意义(P<0.01);寿胎丸各剂量组α-烯醇化酶表达差异无统计学意义(P>0.05)。见表1、图1。
  4.2 蛋白印迹检测结果
  以β-actin作为内参,计算α-烯醇化酶/β-actin比值并进行统计分析。结果显示,模型组与正常组比较,蜕膜α-烯醇化酶表达明显升高,差异有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,寿胎丸高、中、低剂量组蜕膜α-烯醇化酶表达均降低,差异有统计学意义(P<0.01);寿胎丸高剂量组蜕膜α-烯醇化酶表达与中、低剂量组之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、图2。
  5 讨论
  烯醇化酶是1934年Lohman和Mayerhof在研究肌肉提取物中磷酸甘油酸向丙酮酸转换的过程中发现的。它既可催化糖酵解过程中2-磷酸-D-甘油酸(PGA)向磷酸-烯醇式丙酮酸(PEP)的转化,又可在糖原合成过程中,催化逆向反应,即作为磷酸丙酮酸水合酶,使PEP向PGA转化,因此烯醇化酶在细胞能量代谢过程中起重要的作用。在脊椎动物中,烯醇化酶存在α、β、γ三种同工酶,其中α-烯醇化酶在许多组织均存在,β-烯醇化酶几乎仅见于肌肉组织,γ-烯醇化酶则主要存在于神经元和神经内分泌组织[6]。
  作为糖酵解过程中的关键酶,α-烯醇化酶在生物界中普遍存在。细胞的生命活动时刻需要能量的供给,α-烯醇化酶正是通过调节细胞的产能过程,维持细胞ATP水平,保证细胞的存活及其生理功能的执行[7]。在肌肉和脑这2个对能量需求高的组织中表现尤为突出。当这2种组织处在不同病理生理状态时, α-烯醇化酶作为一种能量代谢过程中重要的酶,其表达水平和活性也发生适应性变化,以满足细胞不同状态下的需求。已知在心脏发育过程中,随着从在子宫中相对低氧环境到出生后的常氧状态以及从胚胎向成熟心肌的转变,细胞对氧气的利用和底物的选择发生了巨大变化,从胚胎时期以糖原乳酸的氧化、糖酵解产能转变为成年后以脂肪酸有氧氧化为主,所以糖酵解酶α-烯醇化酶水平也相应降低。当心肌能量需求增加或供能相对不足时,作为一种代偿,心肌通过提高糖的利用率及增加糖酵解以维持供能,此时α-烯醇化酶等糖酵解酶表达增加。这一点在主动脉缩窄所致心肌肥大模型及缺氧再灌注损伤的心肌组织中均得到证实。一项比较蛋白质组学的研究也发现,自发性高血压大鼠肥厚的左室心肌中α-烯醇化酶蛋白表达明显增加,提示该蛋白可能参与了高血压左室肥厚的病理过程[8]。在糖尿病心肌病及左室功能失调时也观察到类似现象。目前认为,增龄相关的脑功能失调时氧化应激扮演了重要角色,老化的细胞中过氧化的不饱和脂肪酸堆积、单位耗氧增加、抗氧化防御能力削弱。Poon等[9]通过观察小鼠的脑组织发现,随着年龄增加,enol、dynamin-1和乳酸脱氢酶等蛋白表达明显增加,其中糖酵解酶的持续增加可能抑制脂肪酸的氧化,损害脑细胞能量代谢,影响细胞功能,故推测这些蛋白与老年脑功能失常有关。研究表明,当细胞低氧时,呼吸链中相关酶基因的表达降低,而编码糖酵解酶(如α-烯醇化酶)的相关基因表达将被增强[10]。
  本实验分别采用免疫组化与蛋白印迹方法检测模型组、正常组及寿胎丸高、中、低剂量组小鼠蜕膜组织α-烯醇化酶,结果显示,模型组与正常组相比较,α-烯醇化酶表达明显升高,差异有统计学意义(P<0.01),提示自然流产子宫蜕膜组织细胞可能处于低氧状态,造成蜕膜血供不足,进而影响胚胎早期发育而使胚胎流产风险增高。寿胎丸高、中、低剂量组与模型组比较,蜕膜α-烯醇化酶表达均降低,差异有统计学意义(P<0.01)。由此提示,寿胎丸能有效改善蜕膜组织缺氧状态,使细胞内ATP的产生途径从糖酵解回归到氧化磷酸化。下调复发性流产小鼠蜕膜组织α-烯醇化酶的表达可能是其安胎的作用机制之一。
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