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编号:10281499
补肾醒脑解毒方对单纯疱疹病毒感染神经元的保护作用
http://www.100md.com 《中国中医基础医学杂志》 1999年第10期
     作者:蒋士生,贺双腾,蔡光先,何飞舟,李顺祥,朱冰姣,伍参荣

    单位:蒋士生,蔡光先,何飞舟,李顺祥,朱冰姣(湖南省中医药研究院 湖南 长沙 410006);贺双腾(湖南医科大学湘雅医院中西医结合研究所 湖南 长沙 410000);伍参荣(湖南中医学院 湖南 长沙 410000)

    关键词:单纯疮疹病毒I型;海马神经元培养;补肾醒脑解毒方

    中国中医基础医学杂志991010 摘 要:目的 观察补肾醒脑解毒中药复方对HSV-1感染神经元的保护作用。方法 用HSV-1感染原代培养大鼠海马神经元造成急性感染与潜伏感染,然后检测中药煎液对神经元细胞病变及子代病毒滴度的影响。结果 培养神经元感染0.1MOI HSV-1后24 h出现病变,6d后70%的细胞溶解死亡。补肾醒脑解毒方对低感染量病毒(0.05MOI)所致细胞病变有较强的抑制作用,并能降低子代病毒滴度。对潜伏感染神经元能维持其正常形态10周以上。结论 补肾醒脑解毒方能维持潜伏感染神经元正常形态,并能减轻HSV-1所致神经元急性溶细胞病变。
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    单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus,HSV)是散发性病毒性脑炎的主要病原[1]。近10年来由于抗病毒药无环乌苷(Acyclovir,ACV)的应用,HSV脑炎的临床治疗有了很大进展,但存活病人仍约有半数遗留有不同程度的神经功能缺陷症状[2]。并且,实验室和临床都已发现HSV易对ACV产生耐药[3]。为从中草药中探寻治疗HSV脑炎尤其是HSV脑炎后遗症的药物,我们根据中医学传统理论与自己的临床经验,选用补肾醒脑解毒中药复方在体外对HSV感染神经元进行了实验研究,现报道如下。

    材料与方法

    1 大鼠海马神经元培养

    按文献方法[4]取怀孕18d的Sprague-Dawley(SD)大鼠,麻醉后活杀,无菌取胎,分离胎鼠大脑,取海马[5]置于Hank's液中,吹打分散成单细胞悬液,按1∶1比例加入含20%小牛血清的DMEM(Dulbe-cco's modified Eagle medium,Gibco产品)液,室温下静置5 min,取中层细胞悬液,移入培养瓶37℃孵育3 h,优先非神经细胞贴壁[6],然后吸出未贴壁细胞(含神经元90%以上),用含10%胎牛血清,5 mM葡萄糖,5 ug/ml胰岛素、5 ug/ml转铁蛋白,5U/ml青霉素,50ug/ml链霉素、10mM HEPES的DMEM液(PH7.3)调整细胞密度为0.25×105细胞/ml,接种于25 ug/ml多聚赖氨酸(Sigma产品)液包被的25 ml培养瓶中,每瓶接种细胞悬液4 ml,密闭瓶口,37℃培养。5d后第1次换液,换半液,以后每4 d~5 d换液1次。培养20d的神经元供实验用,并以抗MAP2,(Microtubule-associated protein 2,微管蛋白2)抗体进行免疫染色鉴定[7]
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    2 病毒

    HSV-1毒株和Vero细胞由中国预防医学科学院病毒研究所提供。病毒在Vero细胞上增殖,病毒滴度达10-7TCID50/ml时供用。

    3 中药煎液制备

    补肾醒脑解毒方含熟地、山茱萸、枸杞、人参、五味子、巴戟天、鹿茸、石菖蒲、远志、当归、麝香、金银花、元参、板蓝根等14味中药。由我院中药研究所制剂室根据《中华人民共和国药典》(1995年版)规格选购各药,按细胞培养要求制剂,每ml含生药1 g,使用时以DMEM培养液将药液稀释至所需浓度。

    4 培养神经元的HSV-1急性感染与治疗

    培养20 d的神经元,加入不同浓度的中药煎液处理24 h,或不加中药煎液处理,然后弃培养液,加入不同感染倍数(Multiplicity of infection,MOI)的HSV-1,37℃吸附30 min,以Hank's液洗去未吸附病毒,再加入含不同浓度中药前液的培养液,置37℃培养。
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    5 培养神经元的HSV-1潜伏感染与治疗

    培养20d的神经元,弃培养液,加入0.1MOI的HSV-1,37℃吸附30 min,用Hank's液洗细胞3次,加入50 uM ACV(湖北潜江制药厂产品,批号9611022)以抑制病毒复制与细胞病变(Cytopathic effect,CPE)(7)。7 d后撤去ACV,换含不同浓度中药煎液的培养液。同时设正常对照组与感染对照组。

    6 细胞病变观察

    培养神经元每天在倒置式显微镜下观察,接种病毒后注意CPE出现的时间与范围,记录病变细胞瓶数。并在不同时间点进行摄影记录。

    7 子代病毒颗粒滴度的测定

    以不同量的HSV-1感染培养神经元,或在中药处理后24 h,或在中药处理前30 min感染不同MOI的HSV-1再经中药处理48 h,然后弃培养液,用Hank's洗涤细胞1次,将培养神经元加入1 ml DMEM液迅速冻融3次,超声破碎细胞5 sec,5000 rpm 4℃下离心10 min,吸取上清,按1∶10比例用DMEM液连续稀释,接种到24 孔培养板上的单层Vero细胞上,每孔接种0.1 ml,每一稀释度接种6孔,病毒吸附后60 min,用Hank's液洗去未吸附病毒,加培养液置37℃培养,每2d换液1次。逐日观察CPE,并记录病变孔数与正常孔数至第8d。根据各稀释度病变孔数与正常孔数按Reed与Muench氏方法计算病毒TCID50,以测定子代病毒颗粒滴度。
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    结果

    1 感染HSV-1后培养神经元形态学变化

    培养20d的正常大鼠海马神经元胞体饱满,树突连成网状(见图1)。MAP2免疫染色显示神经元在90%以上。原代培养大鼠海马神经元可存活5个月以上,并保持形态正常。感染0.1MOI HSV-1后48 h,细胞开始出现病变,表现为病变神经元胞体肿胀、变圆、发亮,如小水泡样,突起断裂、减少,此时尚有50%神经元未出现病变。感染后72h病变继续弥漫,水泡样物增多,有20%神经元胞体溶解,正常神经元已较少见(见图2)。感染后96h约半数神经元胞体溶解,已无正常神经元存在。感染后6d约70%神经元溶解、消失,残存的病变神经元突起断裂、稀少。感染后8d,残存神经元不足10%。培养神经元病变出现的早晚及病变弥漫的快慢与病毒接种量有关,病毒接种量大,CPE出现快,细胞溶解、死亡快。反之则越慢。
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    图1 培养20d的正常大鼠海马神经元。×100倍。

    (Fig.1 Phase-contrast photomicrograph of fetal rat hippocampal neurons in culture on day 20.×100)

    图2 培养20 d的海马神经元经0.1MOI HSV-1感染72h后,胞体肿胀、变圆、发亮,如小水泡样,突起断裂、减少。部分神经元胞体已溶解。×100倍。

    (Fig.2 Phase-contrast photomicrograph of cultured neurons at 20 days were infected with 0.1 MOI HSV-1 for 48 hours.The somata of ill neurons were swelling,round,and transparent,like as bilisters,and some were lytic,their neurites were broken and less.×100)
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    2 补肾醒脑解毒方对HSV-1急性感染后神经元CPE的影响

    在病毒吸附前24 h加入中药煎液,1∶40、1∶80、1∶160浓度的中药煎液对0.05MOI、0.1MOI的HSV-1感染神经元CPE有较强抑制作用。对1.0 MOI HSV-1感染神经元CPE无抑制作用。在病毒吸附30 min后加入中药煎液,仅1∶40、1∶80浓度的中药煎液对0.01MOI和0.05MOI HSV-1感染神经元CPE有微弱抑制作用(见表1)。

    3 补肾醒脑解毒方对HSV-1隐性感染的维持作用

    病毒吸附30 min后加入50uM ACV可完全抑制0.1 MOI HSV-1所致神经元CPE。7d后撤去ACV换用不同浓度的中药煎液,1∶320以上药物浓度能始终维持神经元的正常形态10W以上而不出现病变。1∶640以下药物浓度则不能持续保持潜伏感染神经元的正常形态,一般在撤去ACV后5d~10d神经元出现病变,病变弥漫较缓慢。不加中药煎液的对照组,一般在撤去ACV后48h内出现CPE,且病变扩展较迅速,撤药后7d左右神经元全部破坏死亡。
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    4 补肾醒脑解毒方对神经元内HSV-1复制的影响

    由表1可见,在病毒吸附前加入中药处理培养神经元24h,对HSV-1复制具有抑制作用,能降低病毒滴度,在病毒吸附后再加中药,其作用明显减弱。同时,由表1可以看出,较高浓度的中药煎液(1∶40,1∶80,1∶160)虽然能抑制低MOI病毒所致培养神经元CPE,但不能杀灭神经元内的病毒,将培养物感染Vero细胞后,可以看出无论在哪种药物浓度下病毒产量的滴度均不完全消失。由此推测,补肾醒脑解毒方可能通过诱导HSV-1进入潜伏状态而抑制培养神经元出现CPE。

    Table 1 Effects of the decoction of Bushen Xingnao Jiedu Fang on

    CPE and viral yield in cultured neurons infected with HSV-1 Decoction concn
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    (multiple

    of dilution)

    MOI

    (pfu/cell)

    Adding decoction before 24h of HSV-1 infection

    Adding decoction after 0.5h of HSV-1 infection

    no.of CPE/

    no.of infected

    CPE

    (%)
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    viral yield(n=4)b

    (-lgTCID50/ml,x±s)

    no.of CPE/

    no.of infected

    CEE

    (%)

    viral yield

    (n=4)b

    (-lgTCID50

    /ml,x±s)

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    0.01

    0/10

    0

    0.28±0.02**

    0/10

    0

    0.33±0.03**★

    0.05

    0/10

    0

    1.57±0.04**
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    0/10

    0

    2.04±0.08**★CCCCC

    0.10

    4/10

    40

    2.96±0.06**

    6/10

    60

    3.21±0.11**★

    1.00

    10/10
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    100

    4.25±0.13**

    12/12

    100

    4.55±0.12**★

    1∶80

    0.01

    0/10

    0

    0.30±0.01**

    0/10

    0
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    0.36±0.05**★

    0.05

    0/11

    0

    1.77±0.04**

    1/10

    10

    2.14±0.07**★

    0.10

    4/12

    33

    3.16±0.11**
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    9/12

    75

    3.34±0.13*★

    1.00

    10/10

    100

    4.49±0.09**

    10/10

    100

    4.74±0.21*★

    1∶160

    0.01
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    0/10

    0

    0.34±0.02**

    4/10

    40

    0.38±0.04*★

    0.05

    0/10

    0

    1.79±0.05**

    7/10

    70
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    2.25±0.10*★

    0.10

    8/10

    80

    3.22±0.07**

    10/10

    100

    3.49±0.11*★

    1.00

    10/10

    100

    4.58±0.14**
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    10/10

    100

    4.91±0.14*★

    1∶320

    0.01

    1/10

    10

    0.35±0.04**

    5/10

    50

    0.42±0.02*★

    0.05
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    4/10

    40

    1.91±0.06**

    9/10

    90

    2.42±0.09△*

    0.10

    7/10

    70

    3.24±0.11**

    10/10

    100
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    3.51±0.16△*

    1.00

    9/10

    90

    4.63±0.08**

    10/10

    100

    4.96±0.15△*

    1∶640

    0.01

    3/10

    30
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    0.41±0.02**

    8/10

    80

    0.43±0.03*▲

    0.05

    8/10

    80

    1.96±0.11*

    10/10

    100

    2.47±0.07△*
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    0.10

    10/10

    100

    3.39±0.09*

    9/9

    100

    3.70±0.16△*

    1.00

    10/10

    100

    4.85±0.14*

    10/10
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    100

    5.22±0.15△*

    0a

    0.01

    8/10

    80

    0.53±0.02

    7/10

    70

    0.51±0.04

    0.05

    10/10
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    100

    2.52±0.07

    10/10

    100

    2.57±0.11

    0.10

    10/10

    100

    3.85±0.16

    10/10

    100

    3.87±0.20

    1.00
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    10/10

    100

    5.37±0.11

    10/10

    100

    5.34±0.19

    a:Infected controls.b:The samples are not the same samples of CPE.△:p>0.05,*:p<0.05,**:p<0.01(compared with infected controls,t test).▲:p>0.05,*:p<0.05(compared with the group of adding decoction before HSV-1 infection with the same MOI,t test).讨 论
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    神经元为有丝分裂后细胞,不再分裂增殖。单纯疱疹病毒具有在神经元内呈潜伏状态存在的特性。病毒可长期潜伏在神经元内不复制,不引起细胞病变,但病毒一旦复活,即进行复制,引起神经元破坏。因此,HSV-1在神经元内潜伏状态的维持,即病毒复活的抑制,受到研究者们的重视。本文实验结果显示,补肾醒脑解毒中药复方能降低感染神经元内HSV-1的滴度,抑制感染神经元CPE出现,较长时间维持HSV-1潜伏感染神经元的正常形态,这一作用与神经生长因子抑制HSV复活,维持感染神经元正常存活的作用[8]十分相似。

    补肾醒脑解毒方由地黄饮子、拱辰丹、四妙勇安汤三方加减组成。地黄饮子是中医学治疗偏瘫、失语的传统方剂。补肾即滋补强壮之意,补肾醒脑解毒方可能通过滋补成分增加了对培养神经元的营养作用,从而增强了神经元对病毒的抵抗力,使病毒进入潜伏状态,以维持感染神经元的正常形态与存活。

    HSV-1在神经元内的复制机制与在Vero细胞内的复制机制有所不同,需要一系列附属辅助基因表达产物的帮助。阻断病毒即早基因α、β基因的表达即可使病毒进入潜伏状态[9、10]。在Vero细胞等传代细胞中,病毒DNA复制不需其辅助基因产物的支持,细胞自身的分裂增殖为病毒DNA复制提供了条件。因此,HSV-1在Vero细胞上引起的急性溶细胞病变比在培养神经元上出现得更快、更早[9]。运用神经生长因子可抑制HSV-1在培养神经元内的复制,延长感染神经元的存活[8],这与神经生长因子对神经元的营养支持有关。因此,我们认为补肾醒脑解毒方维持HSV-1感染神经元的正常形态,也可能在于药物中的营养成分增强了神经元的功能与存活能力。
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    ① 国家自然科学基金资助项目(39670870)。

    参考文献

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    (收稿日期 1999—05—11 修回日期 1999—06—03), 百拇医药