天麻素调节cAMP/PKA/GRK2信号通路对脑胶质瘤细胞增殖、凋亡的影响

目的探讨天麻素(Gastrodin)对脑胶质瘤细胞增殖、凋亡的影响及作用机制。方法不同浓度的天麻素(2.5~80.0μmol/L)分别处理U87细胞24、48、72 h,检测细胞增殖确定最佳给药浓度;U87细胞分为对照组(Control组)、天麻素低、中、高浓度组(Gastrodin-L、Gastrodin-M、Gastrodin-H组,天麻素工作浓度分别为5、10、20μmol/L)、天麻素+cAMP/PKA信号通路抑制剂组(Gastrodin+H-89组,20μmol/L的天麻素与10μmol/L的H-89共同处理细胞),分别检测U87细胞增殖、凋亡及cAMP及Cyclin D1、p21、Bax、Bcl-2、Caspase-3、p-PKA、PKA、p-GRK2、GRK2的蛋白表达水平。结果2.5~80.0μmol/L的天麻素均可抑制U87细胞增殖,选择浓度为5、10、20μmol/L的天麻素进行后续实验。与Control组比较,Gastrodin-L、Gastrodin-M、Gastrodin-H组G_(0)/G_(1)期细胞比例、细胞凋亡率、cAMP、p21、Bax、Caspase-3、p-PKA、p-GRK2蛋白表达水平均显著升高(均P<0.05),S期与G_(2)/M期细胞比例、集落形成数、Cyclin D1、Bcl-2蛋白表达水平显著降低(均P<0.05),且呈药物浓度依赖性;与Gastrodin-H组比较,Gastrodin+H-89组G_(0)/G_(1)期细胞比例、细胞凋亡率、cAMP、p21、Bax、Caspase-3、p-PKA、p-GRK2蛋白表达水平显著降低(均P<0.05),S期与G_(2)/M期细胞比例、集落形成数、Cyclin D1、Bcl-2蛋白表达水平显著升高(均P<0.05)。结论天麻素可能通过激活cAMP/PKA/GRK2通路抑制脑胶质瘤细胞增殖,并诱导其凋亡。

独活寄生汤对骨关节炎软骨退变的影响及其作用机制

目的:探讨独活寄生汤对骨关节炎软骨退变的影响及其作用机制。方法:将45只8周龄雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、独活寄生汤组,每组15只。模型组、独活寄生汤组采用改良Hulth法建立膝骨关节炎大鼠模型,空白组不做任何处理。独活寄生汤组给予9.3 g·kg-1的独活寄生汤水煎浓缩液进行灌胃,模型组和空白组给予等剂量生理盐水灌胃;每天灌胃1次,连续灌胃12周。末次灌胃后分别取各组大鼠双侧股骨髁,采用HE染色观察关节软骨组织形态,并采用Mankin's关节软骨组织学评分法评价软骨退变程度;采用Western blot法检测软骨中G蛋白偶联信号传导系统的关键调控因子的蛋白表达情况。分别从模型组和独活寄生汤组各取50 mg关节软骨组织,采用基因芯片检测软骨基质降解基因表达情况。结果:(1)软骨组织形态。空白组关节软骨结构层次清晰,潮线完整,软骨表面较为平滑;模型组关节软骨结构层次较为紊乱,未见潮线,表层软骨膜破损,膜样结构消失并呈丝绒样;独活寄生汤组关节软骨结构层次较为清晰,软骨破坏程度比模型组轻。(2)软骨退变程度。3组大鼠关节软骨的Mankin's组织学评分比较,差异有统计学意义[(3.46±2.04)分,(12.58±2.55)分,(7.75±1.91)分,F=13.114,P=0.006];空白组和独活寄生汤组低于模型组(t=-5.114,P=0.002;t=2.709,P=0.035);空白组与独活寄生汤组比较,差异无统计学意义(t=-2.406,P=0.053)。(3)药物干预后G蛋白偶联信号传导系统关键调控因子的蛋白表达。3组大鼠G蛋白偶联信号传导系统关键调控因子Gαs、Gαq、Gαo、Gαi蛋白表达量比较,组间差异均有统计学意义[(1.59±0.09)kDa,(1.01±0.04)kDa,(1.45±0.14)kDa,F=29.760,P=0.001;(1.03±0.06)kDa,(0.53±0.04)kDa,(0.75±0.09)kDa,F=14.969,P=0.027;(0.36±0.02)kDa,(0.11±0.01)kDa,(0.17±0.02)kDa,F=204.105,P=0.000;(0.20±0.02)kDa,(0.56±0.05)kDa,(0.33±0.07)kDa,F=28.357,P=0.001];空白组Gαs、Gαq、Gαo表达量均高于模型组(t=0.407,P=0.000;t=0.546,P=0.012;t=1.933,P=0.000),Gαi表达量低于模型组(t=-0.750,P=0.000);模型组Gαs、Gαq、Gαo表达量均低于独活寄生汤组(t=-5.584,P=0.001;t=-2.431,P=0.093;t=-4.584,P=0.004),Gαi表达量高于独活寄生汤组(t=4.377,P=0.005);独活寄生汤组Gαs、Gαq表达量与空白组比较,组间差异均无统计学意义(t=-1.816,P=0.119;t=-3.029,P=0.056);独活寄生汤组Gαo表达量低于空白组(t=-14.749,P=0.000),Gαi表达量高于空白组(t=3.119,P=0.021)。(4)药物干预后关节软骨基质降解基因的表达。药物干预后,表达上调2倍以上的软骨基质降解基因为基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)8、硒蛋白P(selenoprotein P,SELP),表达下调2倍以上的软骨基质降解基因为蛋白聚糖酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs,ADAMTS)1、ADAMTS2、ADAMTS8、钙黏蛋白3(cadherin 3,CDH3)、胶原(collagen,COL)1A1、COL5A1、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)、整合素(integrin,ITG)b1、ITGb4、MMP12、MMP14。模型组MMP8、SELP基因表达量均低于独活寄生汤组(1.00±0.00,2.81±0.60,t=-5.225,P=0.035;1.00±0.00,2.31±0.81,t=-2.808,P=0.107),ADAMTS1、ADAMTS2、ADAMTS8、CDH3、COL1A1、COL5A1、CTGF、ITGb1、ITGb4、MMP12、MMP14基因表达量均高于独活寄生汤组(1.00±0.00,0.21±0.05,t=27.366,P=0.001;1.00±0.00,0.31±0.16,t=7.458,P=0.018;1.00±0.00,0.11±0.04,t=38.538,P=0.001;1.00±0.00,0.30±0.23,t=5.271,P=0.034;1.00±0.00,0.12±0.09,t=17.380,P=0.003;1.00±0.00,0.09±0.16,t=10.168,P=0.010;1.00±0.00,0.21±0.30,t=4.605,P=0.044;1.00±0.00,0.37±0.20,t=5.456,P=0.032;1.00±0.00,0.13±0.22,t=6.960,P=0.020;1.00±0.00,0.05±0.08,t=19.388,P=0.003;1.00±0.00,0.05±0.10,t=15.671,P=0.004)。结论:独活寄生汤可以明显延缓骨关节炎软骨的退变,其作用机制可能是通过激活G蛋白偶联信号传导通路而抑制软骨基质降解,从而使受损的软骨组织修复,但其具体作用靶点有待进一步深入研究。

独活寄生汤含药血清抑制白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症反应的作用机制研究

目的:探讨独活寄生汤含药血清抑制白细胞介素1β(interleukin-1 beta,IL-1β)诱导的软骨细胞炎症反应的作用机制。方法:将10只2月龄雄性SD大鼠随机分为正常组和独活寄生汤组,独活寄生汤组以9.3 g·kg^(-1)剂量的独活寄生汤灌胃,正常组给予等量生理盐水灌胃;每日灌胃2次,连续1周;末次灌胃后,经腹主动脉取血,分别制备独活寄生汤含药血清及空白血清,低温保存备用。截取6只4周龄SD大鼠膝关节软骨,采用酶消化法分离并培养软骨细胞,光学显微镜下观察软骨细胞形态,并用Ⅱ型胶原酶免疫组化鉴定。取生长良好的第2代软骨细胞,采用MTT法检测含药血清培养24 h、36 h、48 h、72 h后的软骨细胞活性,采用酶联免疫吸附法测定不同浓度IL-1β干预后软骨细胞的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-13含量。将培养好的第2代软骨细胞随机分为空白血清组、模型组、独活寄生汤含药血清组,其中空白血清组以含10%空白血清的培养基(dulbecco modified eagle medium,DMEM)培养;模型组加入浓度为15 ng·m L^(-1)的IL-1β干预24 h后,采用含10%空白血清的DMEM培养;独活寄生汤含药血清组加入浓度为15 ng·m L^(-1)的IL-1β干预24 h后,采用含10%独活寄生汤含药血清的DMEM培养;3组均连续培养48 h,采用Western blot法检测软骨细胞中G蛋白偶联信号传导系统关键调控因子的蛋白表达情况。结果:(1)软骨细胞形态及免疫组化鉴定结果。第2代软骨细胞胞浆丰富,细胞周围可见具有折光性的细胞外基质,细胞长势呈"铺路石"状,胞浆呈棕黄色阳性染色。(2)独活寄生汤含药血清培养不同时间后的软骨细胞活性。含药血清培养24 h、36 h、48 h、72 h后的软骨细胞活性比较,差异有统计学意义(1.01±0.01,1.03±0.02,1.07±0.01,1.02±0.02,F=8.300,P=0.008)。含药血清培养24 h时的软骨细胞活性低于培养48 h时的软骨细胞活性(t=-4.648,P=0.002);与培养36 h、72 h时的软骨细胞活性比较,差异无统计学意义(t=-1.549,P=0.160;t=-0.775,P=0.461)。(3)不同浓度IL-1β干预后的MMP-13含量。在含IL-1β浓度为0 ng·m L^(-1)、5 ng·m L^(-1)、10 ng·m L^(-1)、15 ng·m L^(-1)、20 ng·m L^(-1)、25 ng·m L^(-1)的DMEM中培养24 h后软骨细胞MMP-13含量比较,差异有统计学意义[(0.07±0.01)ng·m L^(-1),(0.08±0.01)ng·m L^(-1),(0.09±0.01)ng·m L^(-1),(0.10±0.01)ng·m L^(-1),(0.08±0.01)ng·m L^(-1),(0.06±0.01)ng·m L^(-1),F=6.823,P=0.001]。未经IL-1β干预时的软骨细胞MMP-13含量与浓度为5 ng·m L^(-1)、20 ng·m L^(-1)、25 ng·m L^(-1)的IL-1β干预后软骨细胞MMP-13含量比较,差异均无统计学意义(LSD-t=-2.049,P=0.055;LSD-t=-2.083,P=0.052;LSD-t=0.496,P=0.626);浓度为10 ng·m L^(-1)、15 ng·m L^(-1)的IL-1β干预后软骨细胞MMP-13含量高于未经IL-1β干预时的软骨细胞MMP-13含量(LSD-t=-3.412,P=0.003;LSD-t=-4.216,P=0.001);浓度为10 ng·m L^(-1)的IL-1β干预后软骨细胞MMP-13含量与浓度为15 ng·m L^(-1)的IL-1β干预后软骨细胞MMP-13含量比较,差异无统计学意义(LSD-t=-0.804,P=0.432)。(4)软骨细胞中G蛋白偶联信号传导系统关键调控因子的蛋白表达。空白血清组、模型组和独活寄生汤含药血清组的Gαs、Gαq、Gαo和Gαi蛋白表达量比较,组间差异均有统计学意义[(0.81±0.09)k Da,(0.31±0.07)k Da,(0.78±0.13)k Da,F=23.669,P=0.001;(0.22±0.04)k Da,(0.14±0.02)k Da,(0.20±0.02)k Da,F=6.500,P=0.031;(0.25±0.02)k Da,(0.12±0.01)k Da,(0.18±0.03)k Da,F=27.214,P=0.001;(0.21±0.02)k Da,(0.26±0.02)k Da,(0.19±0.03)k Da,F=6.882,P=0.028];空白血清组Gαs、Gαq、Gαo蛋白表达量高于模型组(LSD-t=6.134,P=0.001;LSD-t=7.370,P=0.000;LSD-t=3.465,P=0.013),Gαi蛋白表达量低于模型组(LSD-t=2.572,P=0.042);模型组Gαs、Gαq、Gαo蛋白表达量低于独活寄生汤含药血清组(LSD-t=5.766,P=0.001;LSD-t=3.401,P=0.014;LSD-t=2.599,P=0.041),Gαi蛋白表达量高于独活寄生汤含药血清组(LSD-t=3.609,P=0.011)。结论:独活寄生汤含药血清可以抑制IL-1β诱导的软骨细胞炎症反应,其作用机制可能与G蛋白偶联信号传导系统的调控有关,但其具体作用靶点有待进一步深入研究。