研究快报 Open Access
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世界华人消化杂志. 2010-03-28; 18(9): 932-936
在线出版日期: 2010-03-28. doi: 10.11569/wcjd.v18.i9.932
鸡尾酒疗法对大鼠肝星状细胞的增殖及Ⅰ型胶原、TIMP-1 mRNA表达的影响
廖明, 李彦, 舒伟, 卓朗
廖明, 舒伟, 广西医科大学医学科学实验中心 区域性高发肿瘤早期防治研究教育部重点实验室 广西壮族自治区南宁市 530021
李彦, 广西大学 广西壮族自治区南宁市 530004
卓朗, 新加坡国立生物工程和纳米技术研究院 新加坡 169483
基金项目: 广西地方性高发疾病防治研究重点实验室开放基金资助项目, No. 0842009-K5.
作者贡献分布: 此课题由廖明与卓朗设计; 研究过程由廖明与舒伟完成; 数据分析由李彦完成; 本论文写作由廖明与李彦完成.
通讯作者: 廖明, 讲师, 530021, 广西壮族自治区南宁市, 广西医科大学医学科学实验中心. lminggx@163.com
电话: 0771-5358354
收稿日期: 2009-12-09
修回日期: 2010-01-26
接受日期: 2010-02-09
在线出版日期: 2010-03-28

目的: 研究不同类型的抗肝纤维化药物联合应用即鸡尾酒疗法对大鼠肝星状细胞(HSC)的干扰效果.

方法: 将体外培养的大鼠肝星状细胞株HSC-T6分为牛磺酸组、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)组、4, 5, 7-三羟基异黄酮组、鸡尾酒组和对照组; 各组药物作用HSC-T6 24 h后, 用噻唑兰比色法(MTT)测定活细胞数, 采用半定量RT-PCR法检测细胞中Ⅰ型胶原及基质金属蛋白酶组织抑制因子-1的mRNA表达水平.

结果: MTT实验观察到牛磺酸、EGCG、三羟基异黄酮、鸡尾酒组HSC-T6的活细胞数目减少, 与对照组的A值比较有显著性差异(0.237±0.007, 0.216±0.009, 0.242±0.008, 0.130±0.004 vs 0.452±0.011, 均P<0.05), 其中鸡尾酒组与单一用药各组相比也有显著性差异(P<0.05). 与对照组相比, 各组的Col-Ⅰ、TIMP-1的mRNA表达降低, 并且鸡尾酒组与单一用药各组相比有统计学意义(P<0.05).

结论: 鸡尾酒疗法可抑制大鼠HSC-T6的增殖, 与单一用药相比更能有效降低Col-Ⅰ、TIMP-1的mRNA表达, 可能具有更高的纤维化效果.

关键词: 鸡尾酒疗法; 肝星状细胞; 基因表达

引文著录: 廖明, 李彦, 舒伟, 卓朗. 鸡尾酒疗法对大鼠肝星状细胞的增殖及Ⅰ型胶原、TIMP-1 mRNA表达的影响. 世界华人消化杂志 2010; 18(9): 932-936
Effects of cocktail therapy on cell proliferation and Collagen I and TIMP-1 mRNA expression in rat hepatic stellate cells
Ming Liao, Yan Li, Wei Shu, Lang Zhuo
Ming Liao, Wei Shu, Medical Scientific Research Center of Guangxi Medical University, Key Laboratory for Early Prevention and Treatment of Endemic Tumors, Ministry of Education, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Yan Li, Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Lang Zhuo, Institute of Bioengineering and Nanotechnology, 169483, Singapore
Supported by: the Research Fund of Guangxi Key Laboratory for Prevention & Treatment of High-Incidence Endemic Diseases, No. 0842009-K5.
Correspondence to: Ming Liao, Medical Scientific Research Center of Guangxi Medical University, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China. lminggx@163.com
Received: December 9, 2009
Revised: January 26, 2010
Accepted: February 9, 2010
Published online: March 28, 2010

AIM: To investigate the effects of cocktail therapy on cell proliferation and collagen I (Col I) and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) mRNA expression in rat hepatic stellate cells.

METHODS: Hepatic stellate cells (HSC-T6) cultured in vitro were exposed to taurine (taurine group), epigallocatechin gallate (EGCG; EGCG group), genistein (genistein group), and a combination of these three drugs (cocktail-treated group) for 24 h, respectively. Cell proliferation was determined by methyl thiazol tetrazolium (MTT) assay. The expression of Col I and TIMP-1 mRNAs was measured by semi-quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR).

RESULTS: Cell proliferation was significantly inhibited in the taurine group, EGCG group, genistein group and cocktail-treated group compared with the control group (0.237 ± 0.007, 0.216 ± 0.009, 0.242 ± 0.008 and 0.130 ± 0.004 vs 0.452 ± 0.011, respectively; all P < 0.05). The reduced rate of cell proliferation was more significant in the cocktail-treated group than in other treatment groups (all P < 0.05). The expression levels of Col I and TIMP-1 mRNAs markedly decreased in all treatment groups when compared with the control group (all P < 0.05). The expression levels of Col I and TIMP-1 mRNAs were significantly lower in the cocktail-treated group than in other treatment groups (P < 0.05).

CONCLUSION: Cocktail therapy significantly inhibits cell proliferation and down-regulates Col I and TIMP-1 mRNA expression in HSCs. Cocktail therapy may be more effective than monotherapy in the treatment of liver fibrosis.

Key Words: Cocktail therapy; Hepatic stellate cell; Gene expression


0 引言

迄今为止, 对肝纤维化的治疗尚缺乏理想的治疗方案. 多年来针对肝纤维化的药物治疗在众多离体和动物模型实验中显示了一定的疗效, 主要包括抑制肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC)的药物如干扰素[1], 作用于细胞外基质(extracellular matrix, ECM)和细胞因子的药物[2-6], 抗氧化剂[7], 抗炎制剂[8]等. 但令众多学者困惑的是几乎所有的抗肝纤维化药物在动物模型有效而临床无效或效果很差, 这严重限制了抗肝纤维化药物的临床应用和治疗效果. 因为肝纤维化是一系列复杂的多因素过程, 许多药物由于抗肝纤维化作用靶位单一导致疗效并不理想, 而有些药物不良反应大于治疗作用, 不宜用于临床. 因此, 将作用于肝纤维化发生发展不同环节、靶点的药物联合应用即鸡尾酒疗法以阻断肝纤维化发展, 达到保护肝脏的目的, 可能是抗肝纤维化药物研究的新方向. 牛磺酸和表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)已有报道具有抗肝纤维化的作用; 其中, 牛磺酸能促进HSC的凋亡[9], 抑制转化生长因子β1的表达和阻断TGF-β1/Smad信号通路[10-12]; EGCG具有很强的抗氧化作用并能抑制胶原的形成[13-15]; 4, 5, 7-三羟基异黄酮作为酪氨酸激酶抑制子, 可抑制肝纤维化大鼠肝窦内皮细胞的增殖[16]. 本实验的目的是联合应用以上三种作用于肝纤维化不同环节的药物干扰大鼠HSC, 采用MTT法和RT-PCR法观察鸡尾酒疗法对HSC增殖和Ⅰ型胶原(collagen Ⅰ, Col-Ⅰ)及基质金属蛋白酶组织抑制因子-1(tissue inhibitors of metal protease-1, TIMP-1) mRNA表达的影响.

1 材料和方法
1.1 材料

HSC-T6细胞由广西医科大学姜海行教授馈赠. 牛磺酸和4, 5, 7-三羟基异黄酮购自Sigma公司. EGCG购自四川乐山禹伽茶业科技开发有限公司. DMEM购自Gibco公司. 胎牛血清购自Hyclone公司. TRIzol购自Invitrogen公司. 逆转录试剂盒购自Fermentas公司. 2×PCR mix购自TaKaRa公司. CO2培养箱、高速冷冻离心机、酶标仪为美国Thermo公司产品. 核酸蛋白测定仪为日本岛津公司产品. 相差倒置显微镜为德国Zeiss公司产品. PCR仪、凝胶成像分析系统、低压电泳仪为美国Bio-Rad公司产品.

1.2 方法

1.2.1 细胞培养: 将冷冻保存于超低温冰箱中的HSC-T6复苏后接种于含100 mL/L胎牛血清的高糖DMEM培养液中, 37 ℃、50 mL/L CO2条件下培养. 当细胞呈单层致密状时, 0.25%胰蛋白酶消化后传代. 每次实验均在呈指数生长的细胞中进行.

1.2.2 用药: 实验分为5组, 即对照组、牛磺酸组(60 mg/L)、EGCG 组(70 mg/L)、三羟基异黄酮组(14 mg/L)、鸡尾酒组(同时应用牛磺酸、EGCG、三羟基异黄酮, 剂量不变).

1.2.3 MTT法测定药物对细胞增殖的影响: 将HSC以5×107/L接种于96孔板, 培养12 h后, 换含各组药物的培养液(每个组设5个复孔)继续培养, 20 h后每孔加入MTT 20 μL, 继续培养4 h, 吸出全部液体, 加入100 μL DMSO, 微量振荡器上振荡5 min, 酶标仪双波长(570/630 nm)比色.

1.2.4 RT-PCR法检测Col-Ⅰ和TIMP-1 mRNA的表达: (1)将细胞以5×107/L接种于50 mL培养瓶中, 培养12 h后, 换含各组药物的培养液(每个组设5个重复)继续培养24 h. (2)采用TRIzol法抽提细胞中总RNA. 用核酸蛋白测定仪测定RNA含量及纯度, 保证A260 /A280 均在1.8-2.0. (3)取RNA 5 μg, 采用M-MuLV逆转录酶将其逆转录成cDNA. 根据NCBI的GenBank基因序列自行设计引物, 引物序列为: β-actin: FP: 5'-AACCCTAAGGCCAACCGTGAAAAG-3', RP': 5'-TCAT GAGGTAGTCTGTCAGGT- 3', 产物长度: 240 bp; Col-Ⅰ: FP: 5'-TGCCGTGACCTCAAGATGTG-3', RP: 5'-CACAA GCGTGCTGTAGGTGA-3', 产物长度: 462 bp; TIMP-1: FP: 5'-CATGGTGAGCCTCTGTGGAT-3', RP: 5'-GTTCAGGCTTCAGCTTTTGC-3', 产物长度: 393 bp. (4)PCR扩增cDNA, 条件为: 94 ℃预变性5 min, 94 ℃变性30 s, 各自退火温度(Col-Ⅰ为55 ℃; TIMP-1为52 ℃)30 s, 72℃延伸30 s, 72℃延伸10 min, 总共30个循环. (5)所有PCR产物在2%琼脂糖凝胶上电泳后, 用凝胶成像系统拍照, Quantity One软件测定灰度值, 灰度值以各基因产物与β-actin的积分吸光度(A)的比值表示.

统计学处理 应用SPSS13.0软件进行统计分析. 数据均以mean±SD表示, 组间比较采用t检验, P<0.05表示存在统计学意义.

2 结果
2.1 MTT检测

牛磺酸组、EGCG组、三羟基异黄酮组、鸡尾酒组与对照组的A值比较均有显著性差异(0.237±0.007, 0.216±0.009, 0.242±0.008, 0.130±0.004 vs 0.452±0.011, 均P<0.05), 说明能抑制细胞的增殖. 鸡尾酒组与单一用药各组相比亦有显著的抑制细胞增殖(P<0.05), 说明鸡尾酒疗法能明显抑制HSC的增殖.

2.2 Col-Ⅰ和TIMP-1 mRNA表达

以细胞总RNA为模板, 进行RT-PCR反应, 扩增产物经凝胶电泳可获得清晰目标基因产物条带(图1). 灰度分析结果表明, Col-Ⅰ mRNA的表达量为牛磺酸组(0.322±0.012)、EGCG组(0.318±0.023)、三羟基异黄酮组(0.330±0.014)、鸡尾酒组(0.211±0.009)与对照组(0.881±0.031)相比有显著降低(P<0.05), 鸡尾酒组与单一用药各组相比也有显著降低(P<0.05); TIMP-1 mRNA的表达量为牛磺酸组(0.733±0.015)、EGCG组(0.721±0.036)、三羟基异黄酮组(0.745±0.011)、鸡尾酒组(0.404±0.019)与对照组(1.135±0.045)比较有显著降低(P<0.05), 鸡尾酒组与单一用药各组相比也有显著降低(P<0.05), 说明肝纤维化药物的鸡尾酒疗法能明显抑制Col-Ⅰ和TIMP-1 mRNA的表达(表1).

表1 各组对HSC-T6的Col-Ⅰ和TIMP-1 mRNA表达的影响 ( n = 5, mean±SD).
分组Col-ⅠTIMP-1
对照组0.881±0.0311.135±0.045
鸡尾酒组0.211±0.009a0.404±0.019a
牛磺酸组0.322±0.012ac0.733±0.015ac
EGCG组0.318±0.023ac0.721±0.036ac
三羟基异黄酮组0.330±0.014ac0.745±0.011ac
图1
图1 各组Col-Ⅰ和TIMP-1mRNA表达的变化. A: Col-Ⅰ; B: TIMP-1, 1: 牛磺酸; 2: EGCG; 3: 三羟基异黄酮; 4: 鸡尾酒; 5: Marker; 6: 对照.
3 讨论

鉴于众多抗肝纤维化药物的单一应用的临床疗效很差, 作用于肝纤维化不同环节的药物联合应用日益成为关注的焦点. 有关实验研究初步证实联合应用具有协同作用. 戚合德等[17]发现安络化纤丸联合恩替卡韦用药更有利于阻断或逆转肝纤维化的形成和发展; 曾佑祥等[18]在采用阿米洛利联合苦参素预防大鼠肝纤维化的研究发现, 两者对二甲基亚硝胺诱导的肝纤维化均有预防作用, 两者联用有一定的协同作用; 拉米夫定联合大黄素或肝纤方的抗肝纤维化作用研究表明, 联合用药更有利于阻断或逆转肝纤维化的形成与发展, 具有一定的临床试用价值[19]. 抗纤维化药物的联合应用主要有以下优点, 首先作用于肝纤维化形成的不同环节的药物联合应用能更有效地阻断肝纤维化的发展, 达到比任何单一药物更好的肝保护作用, 这一点对于在目前大多单一的纤维化药物临床效果极差或无效的情况下尤为重要[20]. 其次, 联合用药可以减少单一药物的有效剂量, 降低与药物剂量相关的不良反应[21].

HSC的活化被认为是肝纤维化形成的中心环节. 近来研究表明, 逆转肝纤维化关键在于减少活化的HSC数量. 活化HSC数目减少, 不仅可以使ECM分泌减少, 而且还可影响ECM的降解, 因此抑制活化的HSC成为抗肝纤维化的研究热点. HSC的数量是由HSC增殖和凋亡共同决定的, 从理论上讲, 减少活化HSC数量有这些途径: (1)抑制HSC增殖; (2)诱导HSC凋亡, 直接减少HSC数量; (3)逆转HSC的激活, 让HSC由活化型变回静止型等. 但研究表明抑制增殖和诱导凋亡是减少活化型HSC数量的主要途径, 因此, 抑制HSC增殖是抗肝纤维化有效途径[22]. 我们检测了联合用药的鸡尾酒疗法对大鼠肝纤维化细胞株HSC-T6的影响. MMT检测结果发现鸡尾酒疗法能显著抑制HSC-T6的增殖(P<0.05), 并且, 与单一用药各组相比, 鸡尾酒组有显著性差异(P<0.05), 证实鸡尾酒疗法能明显抑制HSC的增殖.

目前认为ECM的过度增多和异常沉积是肝纤维化发生的主要原因, 而Col-Ⅰ是肝纤维化ECM的主要成分[23-25]. 在肝脏内参与EMC降解的主要是基质金属蛋白酶(matrix metal protease, MMPs), 其中间质胶原酶(matrix metal protease -1, MMP-1)在降解肝脏ECM的主要成分-Ⅰ型胶原的过程中起重要作用, 而对MMP-1的活性起重要作用的是TIMP-1, TIMP-1通过抑制MMPs(主要是MMP-1)的活性从而促进肝纤维化的形成和发展[26,27]. 本实验结果表明, 联合应用作用于肝纤维化不同环节的药物作用HSC后, 明显抑制Col-Ⅰ和TIMP-1的mRNA表达, 与单一用药各组相比有显著性差异(P<0.05), 从而进一步证实鸡尾酒疗法的干扰效果.

评论
背景资料

肝纤维化是一系列复杂的多因素过程, 目前, 对肝纤维化的治疗尚缺乏理想的治疗方案, 许多药物由于抗肝纤维化作用靶位单一导致疗效并不理想, 而有些药物不良反应大于治疗作用, 不宜用于临床. 因此, 将作用于肝纤维化发生发展不同环节、靶点的药物联合应用即鸡尾酒疗法以阻断肝纤维化发展, 达到保护肝脏的目的, 可能是抗肝纤维化药物研究的新方向.

同行评议者

王凯, 教授, 山东大学齐鲁医院肝病科.

研发前沿

牛磺酸和表没食子儿茶素没食子酸酯已有报道具有抗肝纤维化的作用, 而4,5,7-三羟基异黄酮作为酪氨酸激酶抑制子, 可抑制肝纤维化大鼠肝窦内皮细胞的增殖. 联合应用以上三种作用于肝纤维化不同环节的药物即鸡尾酒疗法干扰大鼠肝星状细胞, 以评价鸡尾酒疗法的效果尚未见有报道.

相关报道

戚合德等发现安络化纤丸联合恩替卡韦用药更有利于阻断或逆转肝纤维化的形成和发展; 曾佑祥等在采用阿米洛利联合苦参素预防大鼠肝纤维化的研究发现, 两者联用有一定的协同作用.

创新盘点

采用MTT法和RT-PCR法观察鸡尾酒疗法对HSC增殖和Col-Ⅰ及TIMP-1的mRNA表达的影响, 首次探讨鸡尾酒疗法的抗肝纤维化效果.

应用要点

本研究探讨了鸡尾酒疗法对HSC增殖及Col-Ⅰ及TIMP-1 mRNA表达的影响, 为下一步的鸡尾酒疗法抗肝纤维化能力研究和临床前研究奠定基础.

同行评价

本文选题明确, 具有一定的创新性, 实验方法简单可靠, 可重复性强, 学术价值较好.

编辑:李军亮 电编:吴鹏朕

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