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编号:10252382
益肾活血泄浊汤对大鼠系膜细胞转化生长因子β1表达的影响
http://www.100md.com 《北京中医药大学学报》 2000年第1期
     作者:楚非 孙锁柱 魏民 王谦 张悦 严京

    单位:楚非(北京中医药大学病理教研室 北京 100029);孙锁柱(解放军262医院 北京 100088)魏民 王谦 张悦 严京(北京中医药大学病理教研室 北京 100029)

    关键词:益肾活血泄浊汤;细胞培养;转化生长因子β;反转录多聚酶链反应

    北京中医药大学学报000107

    摘 要:探讨益肾活血泄浊汤及脂多糖(LPS)对大鼠系膜细胞转化生长因子β(TGF-β) mRNA表达的影响。采用体外培养大鼠系膜细胞方法,分为益肾活血泄浊汤血清组、LPS病理组及空白组,并应用反转录多聚酶链反应技术(RT-PCR),观察TGF-β1 mRNA在各组间的表达情况。结果:与空白组相比,LPS可显著刺激TGF -β1的表达,而中药血清组较LPS组明显减弱。结论:益肾活血泄浊汤能够显著降低转化生长因子β1在系膜细胞中的表达。
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    分类号:R285.5

    Effects of Yishenhuoxuexiezhuo Decoction on Expression of TGF-β1 in Rat Mesangial Cells

    Chu Fei,Sun Suozhu,Wei Min,et al.

    (Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100029)

    ABSTRACT:Observe the effect of Yishenhuoxuexiezhuo and LPS on the expression of transforming growth factor β1(TGF-β1) in rat mesangial cells.Methods:Rat mesangial cells were cultivated in vitro and divided into three groups,serum group with the decoction,LPS group and control group.The RT-PCR technique was adopted to show the expression of TGF-β1 in these three groups.Results:LPS could markedly increase the expression of TGF-β1 compared with the control group,while the serum group could suppress this expression significantly.Conclusion:It revealed that Yishenhuoxuexiezhuo decoction could decrease the expression of TGF-β1 in rat mesangial cells.
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    KEY WORDS:Yishenhuoxuexiezhuo decoction; Cell culture; Transforming growth factor; RT-PCR technique▲

    肾小球系膜细胞(Mesangial cell,MCs)增殖是多种肾小球疾病常见而又突出的病理学特征,并且是引起肾小球外基质增多,以及进一步导致肾小球硬化的主要原因。许多细胞因子参与了肾小球疾病的演变过程,其中转化生长因子(Transforming Growth Factor β,TGF-β)在肾小球损伤,尤其在肾小球增生性病变中的作用越来越引起人们的重视。本研究通过逆转录—多聚酶链反应(RT-PCR)方法观察了TGF-β1在系膜细胞中的表达情况以及中药益肾活血泄浊汤对该表达的影响,为研究细胞因子对系膜细胞增殖的影响及其补肾方药的作用机制奠定了初步理论基础。

    1 材料与方法
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    1.1 大鼠系膜细胞的培养与鉴定

    取雄性SD大鼠4只,体重(180±20)g,北京市实验动物中心提供,断头处死,取出双肾,将肾皮质剪碎成1 mm×1 mm×1 mm大小后移至不同大小孔径筛网过滤,经Ⅳ型胶原酶(Sigma公司)消化,置于含 20%胎牛血清(fetal calf serum,FCS)的 RPMI-1640培养液(Gibco公司)中培养。3 d后可见上皮细胞生长,以后逐渐消失,约在第 3周被梭形细胞取代,经转种传代后为均一的梭形细胞。免疫组化显示结蛋白和肌动蛋白阳性而角蛋白阴性,结合形态学及功能学观察结果证实为MCs。本实验所用的细胞均为2~5代的MCs。

    1.2 含益肾活血泄浊汤大鼠血清制备

    益肾活血泄浊汤由魏民教授根据名老中医赵绍琴多年临床经验方,结合实验实践制订而成。其主要由黄芪、川芎、灵芝、大黄、党参、泽泻、当归等组成,购自北京中医药大学附属东直门医院 ,水煎并浓缩至含生药4 g/mL,每只SD大鼠每日灌服药液3 mL,连续14 d,于末次灌胃2 h后取血,离心取血清,灭活补体后0.22 μm无菌滤器过滤,分装冻存。正常大鼠血清取自上述未灌服中药前的大鼠,采用尾静脉取血法 ,处理方法同上。
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    1.3 实验分组

    取第2~5代系膜细胞,加入含2.5% FCS的RPMI-1640液培养24 h,使之转入G0期,然后分3组:①空白组,加入含2.5%FCS的RPMI-1640液;②病理组,加入含20 μg/mL LPS和浓度为10%的正常血清;③中药组,加入20 μg/mL LPS和浓度为10%的含益肾活血泄浊汤中药血清。以上各组继续培养48 h后,提取系膜细胞总RNA。

    1.4 细胞总RNA提取方法

    采用异硫氰酸胍一步法:取出各组细胞,加入裂解液,振荡收集细胞裂解液,经乙酸钠 (pH 4.0),水饱和酚和氯仿∶异戊醇(24∶1)充分抽提。等体积异丙醇,-20 ℃至少1 h,4 ℃离心,用75%乙醇悬浮沉淀,加少量DEPC水溶解RNA沉淀,置-20 ℃冰箱贮存。

    1.5 RNA质量鉴定
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    用紫外分光光度计测定RNA样品在260 nm和280 nm处的光密度值(OD),若OD260/OD280在1.8~2.0之间,表示样品RNA较纯。RNA浓度(μg/mL)=OD260×稀释倍数×40/1 000。

    RNA甲醛变性琼脂糖电泳,取样品RNA,加入5×MOPS、甲醛及甲酰胺,混匀,65℃变性15 min,取出迅速放入冰浴5~10 min;加入溴化乙啶和甲醛凝胶加样缓冲液,混匀后加样。以1×MOPS作为电泳液,5 V/cm恒流恒压电泳,紫外灯下观察。若RNA未降解,则可见有两条带,一条为18 S,另一条为28 S,28 S 约为18 S的两倍宽。

    1.6 逆转录—多聚酶链反应(RT-PCR)

    1.6.1 PCR引物的设计与合成:TGF-β1 PCR引物由北京医科大学病理教研室合成。它的上下游引物序列分别为:5’-GGACTACTACGCCAAAGAAG-3’、5’-TCAAAAGACAGCCACTCAGG-3',长度为294 bp。
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    1.6.2 逆转录(RT):取5 μL总RNA,顺序加入DEPC水33 μL,5×逆转录缓冲液,1 μL下游引物,RNA酶(RNasin,Promega公司)1 μL。混匀,65 ℃变性3 min,迅速放入冰内3 min。再加入4 mmol/L dNTPs(Promega 公司)1 μL,RNasin 1 μL,0.5 U AMV逆转录酶(Promega 公司),充分混匀,42 ℃反应30 min,95 ℃加热5 min,终止反应。

    1.6.3 多聚酶链反应(PCR):采用25 μL体系,2 μL逆转录产物,依次加入10×PCR缓冲液2.5 μL,上、下游引物各1 μL,dNTPs 1 μL,Taq DNA酶(华美公司)0.5 μL,加DEPC水至终体积25 μL,混匀,加入液体石蜡30 μL,放入PCR仪内。95 ℃,3 min后,变性(94 ℃,40 s)、退火(56 ℃,60 s)、延伸(72 ℃,30 s),循环30个周期,继续72 ℃,7 min,终止反应。
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    1.6.4 产物鉴定:均取10 μL的PCR产物及 100 bp ladder标准比较物(Sigma公司),置1.5%琼脂糖凝胶电泳,电压40 V,约1.5~2 h,于紫外灯下观察电泳情况。

    2 结 果

    2.1 RNA质量鉴定

    所提细胞总RNA经紫外分光光度计测定:OD260/OD280在1.8~2.0之间。经甲醛变性琼脂糖凝胶电泳,获得了两条较清晰的电泳带,18 S和28 S,其中28 S的量约为18 S的两倍。(见照片1)

    照片1 RNA甲醛凝胶电泳

    1 空白对照组 2 病理对照组 3 中药治疗组
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    2.2 逆转录PCR结果

    空白组系膜细胞经RT-PCR可见长 294 bp的TGF-β1特异电泳带(见照片2);病理组系膜细胞TGF-β1 mRNA表达明显增强,含益肾活血泄浊汤中药血清可抑制系膜细胞TGF-β1基因mRNA的表达(见照片3)。

    照片2 空白对照组TGF-β1mRNA表达检测

    RT-PCR产物琼脂糖凝胶电泳

    1 空白对照组 2 标准marker,100 bp

, http://www.100md.com     照片3 病理对照组及中药治疗组TGF-β1mRNA表达检测

    RT-PCR产物琼脂糖凝胶电泳

    1 空白对照组 2、4 中药治疗组

    3、5 LPS刺激组 6 标准marker,100 bp

    3 讨论

    TGF-β在体内可由大多数细胞分泌,对不同类型的细胞在不同的背景下具有刺激或抑制细胞增生或分化的双向调节作用。同样,TGF-β调节肾小球系膜细胞的增殖也具有两重特性,即生长促进及生长抑制作用,这两者之间的相互作用可能构成了体内系膜细胞生长的精细平衡调节系统。既往研究发现,短时间内TGF-β对培养的大鼠和人的系膜细胞有抑制增殖作用[1]。但有研究[2]同时发现,若作用时间延长,TGF-β可增加培养的大鼠系膜细胞3H掺入率和细胞数目,原因可能与TGF-β还可影响系膜细胞分泌其他细胞因子有关。同时各种刺激因子反过来也可影响TGF-β的表达,如Kaname等[2]发现胎牛血清可以促进系膜细胞TGF-β1 mRNA的表达。
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    本实验观察了刺激因子LPS对大鼠系膜细胞TGF-β1表达的影响,结果发现,LPS可明显促进系膜细胞TGF-β1 mRNA的表达。其原因可能与系膜细胞受 LPS刺激后分泌多种能促进细胞增殖的细胞因子,其中如PDGF、IL-6等均可促进TGF-β的表达有关;同时TGF-β本身具有自我放大作用[3],可刺激系膜细胞合成和分泌更多的TGF-β,从而促进其基因表达水平升高。另外TGF-β还可刺激系膜细胞分泌细胞外基质,增加细胞外基质中纤维连接蛋白、硫酸肝素糖蛋白和胶原的合成[4,5],从而导致肾小球硬化的发生。

    本实验结果表明,TGF-β在系膜增殖的过程中具有重要作用,通过抑制TGF-β的表达,可以作为减轻系膜增殖,从而达到延缓肾小球硬化发生的手段之一。为此,我们观察了含益肾活血泄浊汤中药血清对系膜细胞TGF-β1基因表达的影响,结果显示,益肾活血泄浊汤具有显著的抑制TGF-β1基因表达的作用。其机制可能为:①肾小球 纤维化、硬化的病变与中医的 “瘀血”症状较为吻合,而益肾活血泄浊汤的组方原则之一即为活血化瘀,方中含有丹参、当归、川芎多种活血药物。有大量实验证明川芎具有抑制TGF-β基因表达,减少TGF-β合成,减轻细胞外基质积聚等作用;②血小板中有丰富的TGF-β1,被激活时可释放大量的TGF-β1[6],而当归素、川芎嗪具有抗血小板聚集、释放及粘附效应[7]。而且还可通过增高血小板的环磷酸腺苷(cAMP)从而抑制血小板聚集,也就是减少肾小球局部TGF-β的含量,减弱其放大作用,从而降低TGF-β的基因表达。川芎嗪的作用机理与此相似。
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    通过以上实验,我们推测益肾活血泄浊汤治疗系膜增殖性肾炎的机制之一,可能是通过抑制TGF-β的基因表达来起作用的。然而其更完善的解释尚有待进一步证实。■

    基金项目:国家自然科学基金资助课题(No.39570893)

    作者简介:楚非,男,29岁,医学博士,现为北京医科大学病理系博士后 北京 100083

    参考文献:

    [1]Battegay EJ,Raines EW,Seifert RA,et al.TGF- β induces bimodled proliferation of connective tissue cells via complex control of an autocrine PDGF loop.Cell,1990,63:515~524
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    [2]Kaname S,Uchida S,Ogata E,et al.Autocrine secretion of transforming growth factor-β in cultured rat mesangial cells.Kidney Int,1992,42:1319

    [3]Choi ME,Kim EG,Huang Q,et al.Rat mesangial cell hyper-trophy in response to transforming growth factor-β1.Kidney Int,1993,44:948~958

    [4]Border WA,Okuda S,Languino LR,et al.Transforming growth factor-β regulates production of proteoglycans by mesangial cells.Kidney Int,1990,37:689~695
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    [5]Roberts AB,McCune BK,and Sporn MB.TGF-β:regulation of extracellular matrix.Kidney Int,1992,41:557~559

    [6]Wahl SM.Transforming growth factor beta in inflammation.A cause and a cure .J Clin Immunol,1992,12:61~74

    [7]汪 钟.活血化瘀中药对血小板功能调节的机理.中国中西医结合杂志,1992,12(9):567

    (收稿日期:1999-06-11), 百拇医药