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编号:10238270
川芎嗪对骨髓移植小鼠造血重建的影响
http://www.100md.com 《中华血液学杂志》 2000年第6期
     作者:房明浩 孙汉英 刘文励 路武 徐慧珍

    单位:430030 武汉,同济医科大学附属同济医院

    关键词:

    中华血液学杂志000612 活血化瘀中药川芎嗪具有保护放射及免疫损伤造血微环境的作用[1,2]。我们建立了同基因骨髓移植小鼠模型,探讨川芎嗪在造血干细胞移植骨髓造血重建中的作用及其机制,为寻找促进造血干细胞移植后骨髓重建造血的治疗方法提供科学依据。

    材料和方法

    1 实验动物 清洁级近交系BALB/c小鼠(H-2d,MLSb),8~10周龄,体重17~20g,雌雄兼用,由同济医科大学实验动物中心提供。于照射前3d至照射后14d以200U/只剂量喂庆大霉素水清洁胃肠道。
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    2 药物 磷酸川芎嗪注射液,含量为磷酸川芎嗪25mg/ml,丽珠利民制药厂生产。

    3 试剂和仪器 羊抗小鼠CXCR4多抗(Fusin)及FITC-大鼠抗羊IgG单抗购自北京中山公司。

    4 分组及处理 BALB/c小鼠68只,分为3组。正常组8只,未做任何处理;单纯骨髓移植(BMT)组及BMT+川芎嗪处理组(下简称川芎嗪组)各30只,经以下步骤处理:①照射:总剂量8.0cGy60Co γ射线全身均匀照射,剂量率为173.91cGy/min;②BMT模型的建立:参照文献[3]介绍的方法,取15只健康正常的 BALB/c小鼠(H-2d,MLSb),颈椎脱臼处死后立即取双侧股骨制备有核细胞悬液并计数、调整细胞浓度至5×106/ml,将此有核细胞悬液在3h内经尾静脉输入受照射的BMT组及川芎嗪组小鼠体内,输入细胞数为106个/只,液体量0.2ml/只;③用药:BMT模型建成后,川芎嗪组小鼠立即腹腔注射磷酸川芎嗪注射液2mg/只,每天2次;单纯BMT组同时腹腔注射生理盐水0.2ml/只,每天2次。
, 百拇医药
    5 外周血细胞计数 将BMT后第1、第7、第14、第28天各组小鼠取眼眶血处死,收集眶血以二乙酸四乙二钾抗凝。计数外周血红细胞、白细胞和血小板数。

    6 骨髓单个核细胞(BMMNC)计数 以上各组小鼠处死后立即取双侧股骨,分离出BMMNC并计数。

    7 骨髓组织学观察 将BMT后第1、第7、第14、第21、第28天小鼠处死后即取双侧尺骨,以体积分数为10%的中性甲醛固定,采用文献[1]的方法,低温塑料包埋,室温下尺骨中段横面切片和矢状切面,HE-Giemsa染色,于10×40高倍镜下使用5×5网格计微器观察以下指标:① 为估算造血组织的增生度、脂肪组织增生情况和微血管、血窦扩张破裂出血的程 度,随机计取15个视野中造血组织、脂肪组织、微血管及血窦中红细胞各自的点击数,并计算各自所占的比例即为以上三者各自所占的容量;② 计数每个切面上15个高倍镜视野(HGF)下的巨核细胞数求得每HGF下平均巨核细胞数,以观察巨核细胞系的恢复情况;③ 通过观测每个切面上每根微血管所占的平均网格数,估算微血管的扩张程度。
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    8 CXC趋化因子受体4(CXCR4)表达水平分析 将BMT后第7、第14、第21天组小鼠处死后,分离出BMMNC后参照文献[4]的方法,用流式细胞仪测定各组CXCR4的表达水平。

    9 统计学分析 数据均以±s表达,采用t检验。

    表1 小鼠外周血细胞计数及BMNC计数(±s) 组别

    BMT后时间

    (d)

    鼠数

    WBC

, 百拇医药     (×109/L)

    RBC

    (×1012/L)

    BPC

    (×109/L)

    BMMNC

    (×106/根股骨)

    正常组

    8

    4.90±0.69

    9.43±0.25

, 百拇医药     879.00±97.51

    3.50±0.20

    BMT组

    1

    6

    2.13±0.63

    8.79±0.30*

    792.00±51.33

    0.27±0.04#

    7

    6

    0.30±0.08
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    7.26±0.88

    54.50±21.20

    0.34±0.01#

    14

    6

    0.33±0.08#

    7.60±0.76#

    84.80±8.99

    0.65±0.02#

    28

    6
, http://www.100md.com
    2.76±0.88#

    8.95±0.66

    615.00±87.50

    1.90±0.21#

    川芎嗪组

    1

    6

    2.37±0.68#

    8.89±0.30

    842.00±61.92

    0.30±0.02
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    7

    6

    0.56±0.21#▲

    8.25±1.11*

    136.80±33.87#▲

    0.45±0.02#▲

    14

    6

    0.58±0.19#▲

    8.12±0.32*

    188.00±25.10#△
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    0.79±0.02#▲

    28

    6

    3.40±1.18*▲

    9.21±0.27

    757.50±53.00*▲

    2.50±0.20#▲

    注:与正常组比较,* P<0.05; #P<0.01;与BMT组比较:▲ P<0.05;△P<0.01结果

    1 外周血红细胞、白细胞、血小板计数 结果见表1。川芎嗪组在BMT后第7,14,28天的白细胞、血小板计数均显著高于BMT组(P<0.05);至第28天BMT组及川芎嗪组的红细胞计数均已基本恢复,与正常组比较,差异无显著性(P>0.05);两组的白细胞、血小板计数仍未恢复正常(P<0.05)。
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    2 骨髓BMMNC计数 表1显示,BMT后第1天川芎嗪组和BMT组的BMMNC即急剧减低,其减低幅度明显大于外周血;川芎嗪组在BMT后第7,14,28天的BMMNC数均显著高于BMT组(P<0.05),而两组BMMNC数至第28天仍显著低于正常组(P<0.01)。

    3 骨髓组织学观察 表2显示,观察同一切片上造血组织、脂肪组织、及微血管血窦的相对比例,川芎嗪组在BMT后第7,14,21,28天的造血组织容量百分率均显著高于BMT组(P<0.01或P<0.05),而均低于正常组(P<0.01);在第7,14天川芎嗪组脂肪组织容量显著高于BMT组(P<0.01或P<0.05),而至第21,28天川芎嗪组转而低于BMT组(P<0.05),同时两组在BMT后第1天至BMT后第28天的脂肪组织容量均显著高于正常组(P<0.01或P<0.05);川芎嗪组骨髓微血管及血窦中成熟红细胞容量在第7天至第28天均显著高于BMT组(P<0.01或P<0.05),而两组的成熟红细胞容量均显著高于正常组(P<0.01)。在BMT后第1天川芎嗪组和BMT组的平均微血管面积即显著高于正常组(P<0.01),第21天川芎嗪组的微血管面积显著低于BMT组(P<0.05),且于正常组的差异无显著性(P>0.05),至第28天两组微血管面积均与正常组比较,差异无显著性(P>0.05);第7天川芎嗪组和BMT组均未见到巨核细胞,第14天仅川芎嗪组出现巨核细胞,第21天川芎嗪组巨核细胞数显著高于BMT组(P<0.05)但仍低于正常组(P>0.05),第28天两组与正常组比较,差异无显著性(P>0.05)。
, 百拇医药
    4 CXCR4表达水平分析 表3显示,BMT后第7,14天川芎嗪组和BMT组的CXCR4荧光强度显著高于正常组,而川芎嗪组显著高于BMT组;到BMT后第21天川芎嗪组已恢复正常水平,而BMT组则仍显著高于正常组。

    讨论

    我们所建立的小鼠BMT模型,其外周血象、BMMNC计数以及骨髓组织学的变化特点与文献[5]报道相似,说明模型建立是成功的。川芎嗪组小鼠在外周血白细胞、血小板计数和BMMNC计数及骨髓组织学等指标明显好于BMT对照组小鼠,显示了川芎嗪具有促进BMT后小鼠骨髓造血重建的作用。

    表2 小鼠BMT后的组织学观察(±s) 组别

    BMT后

    时间(d)
, 百拇医药
    鼠数

    (只)

    巨核细胞数

    (个/HGF)

    微血管面积

    (格/根血管)

    造血组织容量

    (Vol %)

    脂肪组织容量

    (Vol %)

    成熟红细胞容量

    (Vol %)

, http://www.100md.com     正常组

    8

    5.78±0.57

    0.80±0.36

    93.38±2.30

    2.10±0.80

    2.80±1.20

    BMT组

    1

    6

    5.60±0.32

    4.10±1.10#

, 百拇医药     59.94±4.56

    18.90±1.20#

    21.85±3.20#

    7

    6

    0

    17.99±3.17

    13.33±2.25

    54.66±3.23#

    14

    6

    0
, 百拇医药
    28.75±3.0#

    27.78±3.23#

    39.31±4.2

    21

    6

    1.30±0.05

    2.60±0.43*

    53.06±2.21#

    25.12±4.43*

    19.85±1.28

, 百拇医药     28

    6

    5.13±0.46

    0.95±0.17

    71.66±1.85

    30.43±1.08#

    9.37±1.01#

    川芎嗪组

    1

    6

    5.67±0.15

    3.89±0.93#
, 百拇医药
    60.16±4.96

    19.12±1.32

    21.05±2.50

    7

    6

    0

    31.96±3.27#▲

    20.05±1.06#▲

    45.15±3.13#▲

    14

    6
, 百拇医药
    0.78±0.59#△

    37.25±2.5#▲

    40.74±3.20#△

    18.52±2.80#△

    21

    6

    3.99±0.34*▲

    1.40±0.18

    71.29±4.25#△

    12.65±4.57*▲
, 百拇医药
    15.56±1.69#▲

    28

    6

    5.20±0.31

    0.89±0.21

    81.49±2.53#△

    10.99±0.15#▲

    6.20±0.48#▲

    注:与正常组比较: *P<0.05, #P<0.01; 与BMT组比较:▲P<0.05,△P<0.01;由于BMT后第7、14天微血管、血窦扩张破裂,弥漫出血,难以测定微血管面积,因此该时点微血管面积项无数值。
, 百拇医药
    观察小鼠BMT后骨髓造血重建的过程,发现这一过程中可能依次出现以下的组织学特征:即早期以骨髓微血管、血窦扩张破裂,大面积出血为主要特征;而后脂肪组织大量增生为主;最终造血组织扩增取代脂肪组织。使用川芎嗪可以减轻骨髓微血管、血窦的扩张、瘀血,促进了脂肪组织早期的增生。同时,使用川芎嗪使BMMNC和造血组织容量显著升高,巨核细胞提早出现,说明了川芎嗪通过改善骨髓造血微环境、促进造血组织恢复从而加快了BMT后骨髓的造血重建。

    表3 CXCR4在BMNC表面表达变化(±s) 组别

    BMT后时间

    (d)

    鼠数

    (只)
, 百拇医药
    CXCR4表达量

    (荧光强度)

    正常组

    8

    3.99±0.76

    BMT组

    7

    6

    9.82±2.56#

    14

    6

    5.79±0.51

    21
, http://www.100md.com
    6

    7.30±1.27

    川芎嗪组

    7

    6

    13.51±2.23#▲

    14

    6

    8.75±1.13#△

    21

    6

    3.90±1.26
, http://www.100md.com
    注:与正常组比较: #P<0.01; 与BMT组比较: ▲P<0.05,△P<0.01

    为进一步明确川芎嗪对骨髓造血重建的作用机制,我们观测了CXCR4的表达。CXCR4是一种七次跨膜G蛋白耦联受体,大量表达于CD34+造血祖细胞及巨核细胞系的表面,与基质细胞来源因子-1(SDF-1)相互作用,可以加速造血祖细胞的跨内皮迁移,间接促进巨核细胞的生长。近年来的研究结果显示CXCR4在造血干细胞的回髓及造血过程的其它方面扮演重要角色[4,6]。其表达水平反映了造血干细胞迁移、造血重建的进程。对应于组织学观察,可发现川芎嗪组小鼠的骨髓微血管修复、造血组织恢复及脂肪组织的增生均早于BMT组,说明川芎嗪促进了BMT后BMMNC上CXCR4早期、大量的表达,可能是川芎嗪加速BMT后造血重建的作用机制之一。至于川芎嗪是否对于造血具有其他的调节机制,有待进一步的研究。

    基金项目:国家自然科学基金资助项目(39870926)
, 百拇医药
    参考文献

    1,孙汉英,舒砚君,刘文励,等. 川芎嗪改善免疫诱导再生障碍性贫血小鼠骨髓微环境作用的研究. 中华血液学杂志,1998, 19:178-180.

    2,董凌莉,孙汉英,刘文励,等. 川芎嗪对免疫诱导再生障碍性贫血小鼠骨髓细胞粘附分子的作用研究. 中华血液学杂志,1999, 20:178-180.

    3,韩明哲,万岁桂,钱林生,等. 小鼠骨髓细胞体外扩增及其造血重建的研究. 中华血液学杂志,1997,18:413-416.

    4,Mohle R, Bantz F, Rafii S, et al. The chemokine receptor CXCR4 is expressed on CD34+ hematopoietic progenitors and leukemic cell and mediates transendothelial migration induced by stromal cell derived factor-1. Blood, 1997, 91: 4523-4530.

    5,丁顺利,褚建新,赵钧铭,等. 骨髓移植后造血重建过程中干/祖细胞增殖特性的研究. 中国实验血液学杂志, 1999, 7:138-141.

    6,Wang JF, Liu ZY, Groopman JE, et al. The α-chemokine receptor CXCR4 is expressed on the megakaryocytic lineage from progenitor to platelets and modulates migration and adhension. Blood, 1998, 92: 756-764.

    (收稿日期:1999-09-03), http://www.100md.com