丹參酮ⅡA誘導瘢痕疙瘩成纖維細胞凋亡及細胞周期阻滯的實驗研究

陳剛 梁奕敏 李青峰

瘢痕疙瘩是一種持續生長并超出原皮膚創緣的病理性瘢痕，以成纖維細胞的不斷增殖及細胞外基質（特別是膠原）的過度沉積為特征，被視為人類獨有的真皮成纖維細胞腫瘤[1-3]，現有的治療方法效果欠佳，復發率極高[4-5]。

近來的研究認為，丹參與黃芪的混合提取物（CASE）可通過調節TGF-β/Smad通路，抑制瘢痕疙瘩成纖維細胞增殖、侵襲及膠原合成[6]。但CASE具體成分不明，而丹參酮IIA是丹參的主要活性成分之一，具有誘導白血病THP-1細胞、人肝癌細胞、人宮頸癌細胞、人乳腺癌細胞和人結腸癌細胞凋亡的作用[7－13]。本實驗嘗試應用丹參酮ⅡA干預瘢痕疙瘩成纖維細胞，觀察其對瘢痕疙瘩成纖維細胞的增殖，細胞凋亡及細胞周期的影響，以期為臨床治療瘢痕疙瘩提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 主要試劑及儀器

丹參酮ⅡA（上海第一生化藥業有限公司）、胎牛血清FBS（美國BD公司），DMEM高糖培養液（美國Gibco公司）、Ⅰ型膠原酶（美國Sigma公司）、CCK-8（日本Dojindo公司）、胰蛋白酶(美國Difco公司)、酶聯免疫檢測儀 （美國Thermo公司）、Annexin V-FITC/PI雙染細胞凋亡檢測試劑盒 （美國BD公司）、流式細胞儀（美國BD公司）。

1.2 人瘢痕疙瘩成纖維細胞培養

實驗所用瘢痕疙瘩材料均來源于上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院整復外科 （術前經患者同意），術后病理證實與臨床診斷一致。材料來源患者均無長時間外用瘢痕藥物史，不伴有腫瘤及其他嚴重疾病。取材后以胰酶消化法培養癱痕疙瘩成纖維細胞[14]，第1~2代細胞用于實驗。

1.3 實驗分組

實驗采用兩因素析因設計分組，瘢痕疙瘩成纖維細胞以含有不同濃度丹參酮ⅡA的培養液進行干預，干預濃度分別為（0 μg/mL、50 μg/mL、100 μg/mL 和200 μg/mL），不同干預時間觀察細胞增殖、凋亡及周期變化，以 0 μg/mL 組為對照組，50 μg/mL、100 μg/mL和200 μg/mL為實驗組。各組至少重復3次。

1.4 CCK-8測定細胞增殖情況

取細胞濃度1.5×104cells/mL的對數生長期瘢痕疙瘩成纖維細胞接種于96孔培養板，每孔接種100 μL， 按分組進行相應干預，培養 24 h、48 h、72 h、96 h和120 h。按照CCK-8試劑盒操作說明，更換普通培養液后，每孔加入10 μL的CCK-8試劑，孵育2 h，酶聯免疫檢測儀在450 nm波長處測定其光吸收值，吸光值間接反映活細胞數量。根據公式求出增殖抑制率（IR）。

1.5 細胞凋亡檢測

上述濃度細胞懸液接種于6孔培養板，每孔接種1 mL，分別培養24 h、72 h和120 h后，按照Annexin V-FITC/PI雙染細胞凋亡檢測專用試劑盒的操作說明書操作，收集細胞，PBS洗滌2次，加入Annexin V-FITC 試劑 5 μL，1× Annexin V Blanding Buffer 60 μL孵育10 min后， 加入 PI試劑 5 μL及1× Annexin V Blanding Buffer 120 μL，混勻，流式細胞儀檢測，分析Annexin V陽性且PI陰性細胞所占百分比，即細胞早期凋亡率。根據公式求出早期凋亡增加百分比。

1.6 細胞周期檢測

上述濃度細胞懸液接種于90 mm培養皿，每皿接種3 mL，培養24 h、72 h和120 h后收集細胞，70%乙醇固定，4℃保存過夜，PBS洗滌，加入20 μL RNase，37℃孵育30 min后，暗處加PI染液，冰浴30 min，染色后以300目篩網過濾。調整細胞濃度為1×109cells/mL，流式細胞儀檢測分析，記錄每例細胞樣品的G0/G1期、G2/M期、S期細胞百分比。根據公式計算G0/G1期細胞增加百分比。

1.7 數據處理及統計學分析方法

用SPSS 13.0進行統計學分析，采用析因設計方差分析，兩兩比較采用LSD法，P<0.001為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 丹參酮ⅡA對瘢痕疙瘩成纖維細胞增殖活性的影響

各實驗組瘢痕疙瘩成纖維細胞的增殖活性受到不同程度抑制，其中200 μg/mL組干預72 h、96 h和120 h后抑制作用十分明顯，其增殖抑制率（IR）分別為100%、76.29%和71.72%。析因設計方差分析結果顯示，干預濃度對細胞活性的影響具有統計學意義（P<0.001），干預時間對細胞活性的影響具有統計學意義（P<0.001），干預濃度和干預時間的交互作用對細胞活性的影響也有統計學意義（P<0.001）。采用LSD方法兩兩比較，不同干預時間的細胞活性差異均有統計學意義（P<0.001），不同干預濃度的細胞活性差異均有統計學意義（P<0.001）（圖1）。

2.2 丹參酮ⅡA誘導瘢痕疙瘩成纖維細胞凋亡的情況

各實驗組瘢痕疙瘩成纖維細胞的早期凋亡率明顯增高，其中200 μg/mL組早期凋亡率增高最為明顯，干預120 h后，早期凋亡率達41.62%，早期凋亡增加百分比達1 030.98%。析因設計方差分析結果顯示，干預濃度對早期凋亡率的影響具有統計學意義（P<0.001），干預時間對早期凋亡率的影響具有統計學意義（P<0.001），干預濃度和干預時間的交互作用對早期凋亡率的影響也有統計學意義（P<0.001）。采用LSD方法兩兩比較，不同干預時間的早期凋亡率差異均有統計學意義（P<0.001）。不同干預濃度的早期凋亡率差異均有統計學意義（P<0.001）（圖2、3）。

2.3 丹參酮ⅡA對瘢痕疙瘩成纖維細胞周期的影響

圖1 CCK-8測定各組細胞增殖情況Fig.1 The cell proliferation of each group by CCK-8 examine

圖2 流式細胞儀檢測干預120小時后各組細胞凋亡情況Fig.2 Schematic diagram of the cell apoptosis 120 hours after arresting by flow cytometry examine

各實驗組瘢痕疙瘩成纖維細胞的G0/G1期比例均不同程度增加，其中200 μg/mL組G0/G1期比例增加最為明顯，干預120 h后，G0/G1期均值為94.16%，增加38.82%。干預濃度對G0/G1期比例的影響具有統計學意義（P<0.001），干預時間對G0/G1期比例的影響具有統計學意義（P<0.001），干預濃度和干預時間的交互作用對G0/G1期比例的影響也有統計學意義（P<0.001）。采用LSD方法兩兩比較，干預時間24 h與72 h、120 h的G0/G1期比例差異均有顯著差異（P<0.001）；干預72 h和120 h比較，G0/G1期比例無顯著差異（P=0.07）；200 μg/mL 組與 0 μg/mL組、50 μg/mL 組、100 μg/mL 組的 G0/G1 期比例差異均有統計學意義 （P<0.001），0 μg/mL 組與 50 μg/mL組、100 μg/mL組的G0/G1期比例差異均有統計學意義 （P<0.001），50 μg/mL 組與 100 μg/mL 組的G0/G1期比例的差異無統計學意義（P=0.937）（圖 4、5）。

圖3 流式細胞儀測得各組細胞早期凋亡情況Fig.3 The cell early apoptosis of each group by flow cytometry examine

圖4 干預120 h后流式細胞術檢測各組細胞周期情況Fig.4 Schematic diagram the cell cycle 120 hours after arresting at each group by flow cytometry examine

圖5 流式細胞儀檢測各組細胞周期G0/G1期比例情況Fig.5 The cell cycle G0/G1 phase ratio of each group by flow cytometry examing

3 討論

瘢痕疙瘩是常見疾病，也是臨床的治療難點，其難治性和高復發率與瘢痕疙瘩的發病機制密切相關。瘢痕疙瘩成纖維細胞與正常成纖維細胞相比，其Ⅰ型膠原及纖維粘連蛋白過度表達且膠原多肽的降解降低，導致細胞外基質過度沉積；VEGF、TGF-β1、TGF-β2等生長因子及PDGF-α受體等生長因子受體過度表達，同時瘢痕疙瘩成纖維細胞對生長因子的刺激反應敏感；瘢痕疙瘩成纖維細胞增生及凋亡失衡，瘢痕疙瘩成纖維細胞的凋亡率要明顯低于正常成纖維細胞[15-19]。常用的瘢痕疙瘩治療方法中，5-氟尿嘧啶注射的治療原理為誘導瘢痕疙瘩成纖維細胞凋亡和阻滯細胞周期[20]，類固醇注射和放射治療的原理之一也是增加瘢痕疙瘩成纖維細胞的凋亡率[15]。因此，尋找瘢痕疙瘩成纖維細胞凋亡缺陷機制，并有效誘導其凋亡，對瘢痕疙瘩的治療具有重要意義[21-23]。

本實驗中，我們發現丹參酮ⅡA干預體外培養的瘢痕疙瘩成纖維細胞后，實驗組較對照組早期凋亡率明顯升高，G0/G1期細胞比例明顯升高。經兩個因素析因設計方差分析顯示，不同濃度丹參酮ⅡA干預和不同時間干預，對瘢痕疙瘩成纖維細胞的影響均具有統計學意義。高濃度的200 μg/mL組干預效果最明顯，提示丹參酮ⅡA對抑制體外培養的瘢痕疙瘩成纖維細胞的增殖活性、誘導細胞凋亡和阻滯細胞周期等方面，均呈現干預濃度及干預時間的依耐性。CCK-8檢測瘢痕疙瘩成纖維細胞活性時發現，200 μg/mL組干預72 h后，細胞增殖抑制率最高（100%）；隨后干預至96 h和120 h后，細胞增殖抑制率降低，分別為76.29%和71.72%，考慮增殖抑制率的這種下降趨勢是由于干預至96 h和120 h后，出現接觸抑制所致。

曾有研究將丹參酮ⅡA應用于兔耳增生性瘢痕模型中，發現丹參酮ⅡA對兔耳增生性瘢痕有明顯的抑制作用[24]。另據報道，丹參酮ⅡA具有抑制膽管來源成纖維細胞增殖及膠原的分泌，并誘導MMP-9 mRNA的表達而促進膠原降解，抑制膽道瘢痕形成的作用[25]。由此可見，丹參酮ⅡA對瘢痕疙瘩和增生性瘢痕均有一定的抑制作用。有研究發現，在瘢痕疙瘩成纖維細胞中，凋亡抑制基因Bcl-2異常高表達[26]，凋亡誘導基因P53表達異常[27]，信號轉導和轉錄激活蛋白3（STAT3）過度表達并且磷酸化[28]，而丹參酮ⅡA已被證實可通過下調Bcl-2，激活P53，抑制STAT3，激活Caspase-3等多種途徑，誘導多種腫瘤細胞的凋亡[13，29-31]。因此，考慮丹參酮ⅡA可能也是通過下調 Bcl-2，激活 P53，抑制 STAT3，激活 Caspase-3等途徑對瘢痕疙瘩成纖維細胞產生干預作用，其具體機制尚有待于進一步的研究探討。

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