范云鵬,馬 琳,張為民,宋曉平,郭 超,侯偉峰,童德文
(西北農林科技大學 動物醫學院,楊凌 712100)
麥冬多糖脂質體增強雛雞免疫功能的分析
范云鵬,馬 琳,張為民,宋曉平*,郭 超,侯偉峰,童德文*
(西北農林科技大學 動物醫學院,楊凌 712100)
為探討麥冬多糖脂質體(OPL)的增強免疫活性,進行以下試驗。體外試驗,采用MTT法測定OPL對雛雞脾中T、B淋巴細胞增殖的影響,并以麥冬多糖(OP)作為對照;體內試驗,400只11日齡雛雞隨機均分為8組,先用環磷酰胺進行免疫抑制造模,14日齡時用新城疫疫苗進行免疫,在免疫的同時注射不同劑量的OPL,然后測定免疫后不同時間點OPL對外周血淋巴細胞增殖、抗體效價和細胞因子含量的影響。結果顯示,在體外,OPL在7.813~125 μg·mL-1時無論是單獨作用還是協同PHA、LPS作用均能顯著促進雞脾淋巴細胞的增殖,且效果顯著優于OP(P<0.05);在體內,OPL高、中劑量能夠顯著促進淋巴細胞增殖,增強抗體效價,提高細胞因子IL-2和IFN-γ的含量,且效果顯著優于OP(P<0.05)。結果表明,OPL能夠顯著提高OP的增強免疫活性,有望開發成新型的麥冬多糖制劑。
麥冬多糖脂質體;免疫功能;淋巴細胞增殖;免疫抑制
麥冬作為傳統中藥,始載于《神農本草經》,其味甘、微苦,性微寒,入心、肺、胃經,具有養陰生津、清心潤肺的功效,主治肺熱燥咳、熱病傷陰、腸燥便秘等病癥。現代藥理研究表明,麥冬中的主要活性成分麥冬多糖具有較強的免疫促進作用,能夠增強巨噬細胞的吞噬能力,促進機體的體液免疫和細胞免疫,從而發揮良好的免疫增強活性[1-2]。但由于其高度親水性和約2 nm的分子尺寸,使得麥冬多糖口服或注射給藥后在體內的消除期很短,快速以原型經腎排泄,在相應的靶組織分布較少,且在體內不穩定。這些不理想的藥動學性質限制了它的臨床應用[3]。因此研究新型的麥冬多糖制劑或是選擇一種高效的載體以改善麥冬多糖的相關性質,使其更好地在體內進行代謝,發揮藥效作用就顯得特別重要。
脂質體,作為現代藥物載體研究的內容之一,是由類脂質制備的具有復層或單層單位膜結構的小囊,其結構類似生物膜,易被攝取,由于具有增強療效、提高穩定性、延長藥效、降低毒性和靶向性等優點而日益受到重視[4-5]。目前,中藥脂質體的研究已經成為中藥領域的一大熱點。作者所在課題組前期研究證明,將甘草次酸、蜂膠黃酮等中藥有效成分制成脂質體后在體內外能夠顯著提高其免疫增強活性,并延長藥效[6-7]。因此,我們推測將麥冬多糖制成脂質體后也能夠提高其免疫增強作用,并改善在體內代謝過快等缺點。
本研究擬在前期工作基礎上,以麥冬多糖脂質體為研究對象,以增強機體的免疫功能為目標,體外試驗,測定麥冬多糖脂質體對雞脾中T、B淋巴細胞增殖的影響;體內試驗,測定麥冬多糖脂質體對免疫抑制雛雞外周血淋巴細胞增殖、抗體效價和細胞因子含量的影響。本研究旨在探討麥冬多糖脂質體的增強免疫活性,并為進一步研制和應用效果明確的新型中藥免疫增強劑提供參考依據。
1.1 藥物準備
1.1.1 麥冬多糖(OP)的制備 稱取麥冬1 000 g,加2 000 mL 95%乙醇,80 ℃水浴回流2次,藥渣晾干后加9倍量水煎煮3次,合并濾液至1 000 mL,緩慢加入95%乙醇至含醇量達80%,攪勻,靜置24 h,取沉淀,用三氯乙酸法去除蛋白質,DEAE纖維素柱層析分離純化后,冷凍干燥,得麥冬多糖,經苯酚-硫酸法測定,其多糖凈含量為98.8%。
1.1.2 麥冬多糖脂質體(OPL)的制備 根據前期試驗響應面法優化結果,采用逆向蒸發法制備[8]。具體操作:稱取大豆磷脂190 mg和膽固醇23.75 mg,加入三氯甲烷15 mL,使其溶解;將含麥冬多糖20 mg的磷酸鹽緩沖溶液(PBS,pH=7.4)5 mL緩慢注入到三氯甲烷中,后置于冰水浴超聲,至形成穩定的W/O型乳劑;然后將乳劑置于旋轉蒸發儀上,50 ℃減壓蒸發除去三氯甲烷,使其在瓶壁上形成一層均勻的膠質,后加入PBS 20 mL,繼續旋轉洗脫至膠質完全溶解,經水浴超聲20 min,形成均勻的麥冬多糖脂質體;最后將其依次通過孔徑為0.45 和0.22 μm的微孔濾膜,重復操作兩次,最終制得麥冬多糖脂質體。
臨用前OPL用生理鹽水稀釋為4.0、2.0、1.0 mg·mL-1三個質量濃度,OP稀釋為4.0 mg·mL-1,用于體內試驗;用不含小牛血清的RPMI1640培養液將OPL和OP均稀釋成5種質量濃度:125、62.5、31.25、15.625和7.813 μg·mL-1,以0.22 μm微孔濾膜過濾,4 ℃保存,用于體外試驗。
1.2 主要試劑
大豆卵磷脂,購于上海太偉藥業有限公司;膽固醇,購于天津市博迪化學有限公司;RPMI1640培養液(Gibco公司),按說明書用三蒸水配制,0.22 μm的微孔濾膜過濾除菌并分裝,于4 ℃保存備用。臨用前加入青鏈霉素(終濃度為100 IU·mL-1),10%的小牛血清,用5.6% NaHCO3調pH至7.4。四甲基偶氮唑藍(MTT,Amresco公司)溶液,用pH 7.4的PBS配制成5 mg·mL-1的溶液,0.22 μm微孔濾膜過濾,分裝,4 ℃避光保存;二甲亞砜(DMSO),天津科密歐化學試劑公司;植物血凝素(PHA,Sigma公司),用無小牛血清RPMI1640培養液配制成100 μg·mL-1,0.22 μm的微孔濾膜過濾除菌,-20 ℃保存;脂多糖(LPS,Sigma公司),用無小牛血清RPMI1640培養液配制成50 μg·mL-1,0.22 μm的微孔濾膜過濾除菌,-20 ℃保存。淋巴細胞分離液,購自上海浩洋生物有限公司;其他化學試劑均為國產分析純。
1.3 主要儀器
RE-52A型旋轉蒸發儀,上海亞榮生化儀器廠;SHB-B95A型循環水真空泵,鄭州科工貿有限公司;KQ-500DE型超聲波清洗器,昆山超聲儀器有限公司;PT-3502G型酶標儀,北京普天新橋技術有限公司;CO2培養箱,美國Thermo公司,ICX-40型倒置顯微鏡,浙江舜宇光學科技有限公司;96孔細胞培養板和24孔細胞培養板,德國Nunclon公司生產;ELISA試劑盒,上海繼錦科技有限公司。
1.4 麥冬多糖脂質體對體外脾淋巴細胞增殖的影響
取40日齡羅曼蛋公雞頸靜脈放血處死,浸入75%的乙醇中消毒5 min。打開腹腔,取出脾,用滅菌PBS沖洗3次,移入200目細胞篩網,研磨脾,邊研邊加Hank's液,收集細胞液,緩慢均勻地加在淋巴細胞分離液上層。以2 000 r·min-1離心20 min,吸取中間云霧狀白細胞層,用Hank's液洗滌2次。用RPMI1640完全培養基調節細胞密度至2.5×106個·mL-1;將細胞懸液加到96孔細胞板中,100 μL·孔-1。每孔加入各濃度的OPL、OP和空白脂質體(BL)80 μL,每個藥物濃度重復4孔。另取培養板,在加入藥物的同時,分別加入20 μL PHA或LPS以刺激T、B淋巴細胞增殖(終濃度分別為20、10 μg·mL-1),另設PHA、LPS和細胞對照組(CC)。然后置于37.5 ℃、5% CO2條件下培養44 h,取出每孔加入MTT 30 μL,繼續培養4 h后,將每孔中的上清棄去,加入100 μL DMSO,在微量振蕩器上振蕩5 min左右使沉淀完全溶解。用酶聯免疫儀檢測570 nm波長處的吸光值(A570 nm),作為淋巴細胞增殖的指標[9]。
1.5 麥冬多糖脂質體對免疫抑制雞免疫功能的影響
11日齡健康雛雞400只,隨機均分為8組,每組50只。分別為OPL的高(4.0 mg·mL-1)、中(2.0 mg·mL-1)、低劑量組(1.0 mg·mL-1)、OP組(4.0 mg·mL-1)、空白脂質體組(BL)、環磷酰胺模型對照組(MC)、疫苗對照組(VC)和空白對照組(BC)。除VC和BC組外,其余各組雛雞均每羽肌肉注射8 mg·mL-1的環磷酰胺溶液0.5 mL,每天1次,連續3 d;14日齡時,除空白對照組外均用新城疫Ⅳ系疫苗免疫,28日齡二免。在首次免疫的同時,1~5組分別肌肉注射相應藥物,1.0 mL·只-1,MC、VC和BC組注射等量生理鹽水,每天1次,連續3 d。分別于首免后第7(D7)、14(D14)、21(D21)和28(D28)天,每組隨機抽取6羽心臟采血,用MTT法測定外周血T淋巴細胞增殖;每組再隨機抽取6只,翅靜脈采血,分離血清,用β-微量法檢測抗體效價,ELISA法測定細胞因子IFN-γ和IL-2的含量變化。
1.6 數據分析

2.1 體外試驗結果2.1.1 OPL及OP單獨作用時對脾淋巴細胞增殖的影響 結果見圖1。在 7.813~125 μg·mL-1,OPL和OP組的A570 nm值顯著高于BL和CC組(P<0.05),且在5個質量濃度范圍內,OPL組的A570 nm值均為最高,并顯著高于OP組(P<0.05)。結果表明,在單獨作用時,OPL和OP均能促進淋巴細胞增殖,且OPL的效果顯著優于OP。

柱形圖中標注不同字母者差異顯著(P<0.05)。以下圖同Bars in the figure with different superscripts differ significantly (P<0.05).The followings are the same圖1 藥物單獨刺激時對脾淋巴細胞增殖的影響(A570 nm值)Fig.1 Effects of splenic lymphocyte proliferation in single stimulation of drugs (A570 nm values)
2.1.2 OPL及OP協同PHA刺激時對脾淋巴細胞增殖的影響 在 125~7.813 μg·mL-1,PHA組的A570 nm值顯著高于CC組(P<0.05),表明PHA能夠顯著促進淋巴細胞增殖。在5個質量濃度范圍內,OPL組的A570 nm值均為最高,并顯著高于其它4個組(P<0.05)。在125、62.5、31.25和7.813 μg·mL-1時,OP組的A570 nm值顯著高于PHA和CC組(P<0.05)。結果表明,在協同PHA作用時,OPL和OP均能促進淋巴細胞增殖,且OPL的效果顯著優于OP(圖2)。
2.1.3 OPL及OP協同LPS刺激時對脾淋巴細胞增殖的影響 在7.813~125 μg·mL-1,LPS組的A570 nm值顯著高于CC組(P<0.05),表明LPS能夠顯著促進淋巴細胞增殖。在5個質量濃度范圍內,OPL組的A570 nm值均為最高,并顯著高于OP、BL、LPS和CC組(P<0.05)。在125、62.5、31.25和15.625 μg·mL-1時,OP組的A570 nm值顯著高于LPS和CC組(P<0.05)。結果表明,在協同LPS作用時,OPL和OP均能促進淋巴細胞增殖,且OPL的效果顯著優于OP(圖3)。

圖2 藥物協同PHA刺激時對脾淋巴細胞增殖的影響(A570 nm值)Fig.2 Effects of splenic lymphocyte proliferation in synergistical stimulation of drugs with PHA (A570 nm values)

圖3 藥物協同LPS刺激時對脾淋巴細胞增殖的影響(A570 nm值)Fig.3 Effects of splenic lymphocyte proliferation in synergistical stimulation of drugs with LPS (A570 nm values)
2.2 體內試驗結果
2.2.1 麥冬多糖脂質體對外周血淋巴細胞增殖的影響 在首次免疫后的所有時間點,MC組的A570 nm值均顯著低于VC組(P<0.05),表明造模成功。首免后第7—28天,OPLH、OPLM和OP組的A570 nm值顯著高于MC組,且OPLL組的A570 nm值在首免后第14—28天也高于MC組(P<0.05)。首免后第14—28天,OPLH組的A570 nm值均顯著高于OP組(P<0.05)。首免后第21和28天,OPLM組的A570 nm值也顯著高于OP組(P<0.05)(圖4)。結果表明,OPL的高、中劑量能夠促進機體的淋巴細胞增殖,促進機體的免疫功能恢復,且效果顯著優于OP。

H.高劑量組;M.中劑量組;L.低劑量組。下同H.High dose group;M.Medium dose group;L.Low dose group.The followings are the same圖4 各組淋巴細胞增殖的動態變化(A570 nm值)Fig.4 The changes of lymphocyte proliferation in every group (A570 nm values)
2.2.2 麥冬多糖脂質體對抗體效價的影響 在首次免疫后的所有時間點,MC組的抗體效價均顯著低于VC組(P<0.05),表明造模成功。首免后第7—28天,OPLH、OPLM、OPLL和OP組的抗體效價顯著高于MC組(P<0.05)。首免后第14—28天,OPLH和OPLM組的抗體效價均高于OP組,且在第21和28天時,OPLH與OP差異顯著,在第28天時,OPLM與OP差異顯著(P<0.05)(圖5)。結果表明,OPL的高、中劑量能夠提高機體的抗體效價,促進機體的免疫功能恢復,且效果顯著優于OP。

圖5 各組抗體效價的動態變化Fig.5 The changes of antibody titers in every group
2.2.3 麥冬多糖脂質體對IL-2含量的影響 首免后第7—28天,OPLH、OPLM、OPLL和OP組的IL-2含量均顯著高于MC組(P<0.05)。首免后第14~28天,OPLH和OPLM組的IL-2含量高于OP組,且在第28天時,OPLH與OP差異顯著,在第21和28天時,OPLM與OP差異顯著(P<0.05)(圖6)。結果表明,OPL的高、中劑量能夠促進機體IL-2的生成,且效果顯著優于OP。

圖6 各組IL-2含量的動態變化Fig.6 The changes of IL-2 in every group

圖7 各組IFN-γ含量的動態變化Fig.7 The changes of IFN-γ in every group
2.2.4 麥冬多糖脂質體對IFN-γ含量的影響 首免后第7—28天,OPLH、OPLM和OP組的IFN-γ含量均顯著高于MC組(P<0.05)。首免后第14—28天,OPLM組的IFN-γ含量顯著高于OP組(P<0.05),OPLH組的IFN-γ含量也高于OP組,且在第14和21天時,差異顯著(P<0.05)(圖7)。結果表明,OPL的高、中劑量能夠促進機體IFN-γ的生成,且效果顯著優于OP。
環磷酰胺屬于烷化劑類藥物,是醫學上常用的抗癌藥,也是一種免疫抑制劑,具有細胞毒性,它的作用機制與病毒的免疫抑制相似。主要表現為對活化增殖細胞的毒性,通過肝酶P450水解成醛磷酰胺,與DNA雙鏈交叉連接破壞DNA,殺死有絲分裂期和進入循環周期的細胞,破壞和干擾母細胞的增殖和分化,非特異性地殺傷抗原敏感性小淋巴細胞,限制其轉化為免疫母細胞,還能夠抑制體液免疫和細胞免疫應答作用[10-12]。因此,在試驗中,經常使用環磷酰胺對動物進行免疫抑制或免疫缺陷造模。在當前的研究中,試驗結果顯示,環磷酰胺能夠顯著降低模型組雛雞的淋巴細胞增殖、抗體效價、IFN-γ和 IL-2的含量,表明造模成功,可以用來評價OPL的免疫增強活性。
T、B淋巴細胞是機體中參與免疫應答的重要細胞類群,T細胞具有介導細胞免疫及調節免疫的雙重功能,B細胞主要參與體液免疫。淋巴細胞增殖是反映機體細胞免疫最直接的指標[13]。淋巴細胞在受到抗原刺激后能分裂增殖,發生特異性免疫應答、產生抗體或分泌細胞因子。A570 nm值與淋巴細胞增殖狀態呈正相關,A570 nm越大,細胞增殖越強[14]。本試驗中使用的PHA、LPS在體外可以分別刺激T、B淋巴細胞的增殖。本研究體外試驗結果顯示,OPL無論是單獨作用,還是協同PHA或LPS刺激時,均能夠顯著促進脾中T、B淋巴細胞的增殖,且效果優于OP。但是中藥對機體免疫功能的作用,有的可能是直接作用于免疫系統,有的卻可能是通過作用其他系統間接影響免疫功能。因此,為了進一步驗證體外作用與體內作用是否一致,而進行了體內試驗。體內試驗結果顯示,在首免后第7—28天,OPL的高、中劑量能夠顯著促進淋巴細胞增殖,加快雛雞免疫功能的恢復,且在大多數時間點,OPL的高、中劑量的效果顯著優于OP。體內外試驗結果表明,OP被脂質體包封后,其促進淋巴細胞增殖的能力得到了顯著地增強。黃葉娥等研究也已證明中藥成分被制成脂質體后,在體內外同樣能夠顯著提高T、B淋巴細胞的增殖能力[15-16]。
機體免疫包括體液免疫和細胞免疫。體液免疫是機體防御傳染病的主要因素之一,體液免疫是B淋巴細胞介導的機體一種重要的特異性免疫反應,是抗御傳染病的主要因素之一。而抗體是介導體液免疫的重要分子[17-18]。抗體效價的高低直接反映機體的體液免疫狀態,在疾病中起著關鍵的作用[19]。因此,本試驗通過對各組雛雞血清中抗體效價的測定,來反映不同劑量的OPL對免疫抑制雛雞體液免疫功能的影響。結果顯示,在首免后第7—28天,OPL三個劑量組的抗體效價均顯著高于模型對照組,且在大多數時間點,OPL高、中劑量的抗體效價顯著高于OP。表明,OPL制成脂質體后,能夠產生緩釋效果,且能夠使OP保持較高的血藥濃度,能夠對機體的體液免疫系統進行持續的刺激,從而使機體的抗體效價維持在較高的水平。我們前期研究也已證明將黃芪多糖被制成脂質體后,在體內同樣能夠顯著提高小鼠和雛雞的特異性抗體水平[20-21]。
IL-2是機體內重要的淋巴因子,主要由T淋巴細胞分泌,它與靶細胞膜的IL-2受體結合是其增殖條件。IL-2能激活多種免疫細胞,誘導T淋巴細胞、自然殺傷細胞等的增殖、分化和抗體分泌,同時可誘生分泌多種細胞因子等免疫活性物質,尤其可促進IFN-γ的生成[22]。IFN-γ是一種同源二聚體糖蛋白,具有重要的免疫調節活性,在一定條件下可促進T、B淋巴細胞的功能,同時又可作為效應因子激活細胞表面的IL-2受體,使IL-2發揮活性[23]。基于IL-2和IFN-γ具有如此廣泛而重要的免疫調節作用,所以本試驗選擇其作為探究OPL增強機體免疫功能機制的一個指標。試驗結果顯示,在首免后的大多數時間點,OPL組的IL-2和IFN-γ含量均顯著高于OP組,由此可見,OPL可以促進機體的IL-2和IFN-γ的分泌,且效果顯著高于PF。
麥冬多糖脂質體能夠顯著提高麥冬多糖的免疫增強活性,主要包括:在體外能夠單獨或協同PHA和LPS,促進脾淋巴細胞的增殖;在體內,能夠促進免疫抑制雛雞外周血T淋巴細胞增殖、提高抗體效價、促進細胞因子IL-2和IFN-γ的分泌。因此,將麥冬多糖制成脂質體后,能夠增強其免疫活性和藥效,麥冬多糖脂質體可以作為一種新型的麥冬多糖制劑。
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(編輯 白永平)
Analysis of Ophiopogon Polysaccharide Liposome on Enhancing the Immune Function in Chickens
FAN Yun-peng,MA Lin,ZHANG Wei-min,SONG Xiao-ping*,GUO Chao,HOU Wei-feng,TONG De-wen*
(CollegeofVeterinaryMedicine,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China)
In order to investigate the immune-enhancing activity of ophiopogon polysaccharide liposome (OPL),two experiments were carried out.Invitro,the effects of OPL on splenocyte proliferation of chicken were determined by MTT method,and ophiopogon polysaccharide (OP) was used as control.Invivo,four hundred 11-day-old chickens were randomly assigned into 8 groups,and the chickens were injected with cyclophosphamide to build the immunosuppression model.At 14-day-old,the chickens were vaccinated with Newcastle disease vaccine.At the same time of the first vaccination,the chickens were injected respectively with OPL at different dosages.At various time points after the first vaccination,the peripheral lymphocyte proliferation,serum antibody titer and the contents of cytokines were measured.The results showed that OPL could significantly promote splenocyte proliferation singly or synergistically with PHA and LPS at 7.813-125 μg·mL-1invitro,and the efficacy was superior to OP (P<0.05);Invivo,OPL at high and medium doses could significantly promote lymphocyte proliferation,enhance antibody titer and improve the contents of IL-2 and IFN-γ compared with OP at most time points (P<0.05).These results indicated that OPL could significantly improve the immune-enhancing activity of OP,OPL would be expected to exploit into a new-type preparation of OP.
ophiopogon polysaccharide liposome;immune function;lymphocyte proliferation;immunosuppression
10.11843/j.issn.0366-6964.2015.07.023
2014-11-07
國家自然科學基金項目(31402240);中央高校基本科研業務費(2452015037);中國博士后科學基金項目(2014M550516)
范云鵬(1983-),男,山東煙臺人,講師,博士,主要從事獸醫中藥學與中藥藥理學研究,E-mail:ypfan@nwsuaf.edu.cn
*通信作者:童德文,教授,E-mail:dwtong@nwsuaf.edu.cn;宋曉平,教授,E-mail:sxpxbnl@163.com
S853.74
A
0366-6964(2015)07-1246-07